identifier: Daalach, Selma  (2017). Étude de la performance des filtres Vortisand en présence d’un balayage de surface.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Filtres à matériaux granulaires.
Eau Épuration Filtration sur sable.
Granulométrie.
vitesse
filtre à sable
balayage de surface
colloïde
perte de charge
colmatage

abstract: En traitement des eaux, la filtration granulaire fait face à une contrainte majeure : le colmatage. Afin de réduire cette contrainte, les filtres granulaires Vortisand produit par Evoqua comportent un écoulement parallèle à la surface du filtre. Ce balayage permet de nettoyer la surface du filtre. Cependant, l’effet du balayage sur la réduction du colmatage et éventuellement sur l’efficacité des filtres dans l’abattement des particules est peu connu. Ce mémoire présente une étude de l’influence du balayage sur le colmatage et la performance des filtres Vortisand en abattement des particules. Deux paramètres ont été variés : la vitesse de balayage et la concentration des particules. À cet effet, un modèle réduit de filtre à sable avec balayage de surface a été conçu et construit. Les particules à filtrer consistaient en kaolin avec une taille médiane de 4,6 μm. Du sable de silice uniforme et d'un diamètre effectif de 158 μm a été utilisé comme média filtrant. Les essais ont été effectués avec deux concentrations différentes de kaolin (250 et 750 mg/L). La vitesse de balayage (VB) a été variée entre 0 et 30 cm/s. Des mesures de turbidité et de concentration des matières en suspension et du kaolin total ont été effectuées sur les filtrats. Le colmatage a été quantifié par le profil de capture du kaolin le long du filtre et la perte de charge durant la filtration. La granulométrie des particules retenues dans le filtre a été estimée. Les résultats ont montré que la rétention des particules est influencée par VB. Il a été constaté que l’effet du balayage sur la déposition dépendait de la concentration des particules. Les tailles des particules retenues dans le filtre sont aussi influencées par VB. Pour des valeurs de VB entre 7,5 à 15 cm/s  pour une concentration de 250 ppm et entre 25 à 30 cm/s pour une concentration de 750 ppm, la déposition des particules s’est améliorée jusqu’à 20 %. Cependant, à ces vitesses, la perte de charge a augmenté. D’un autre côté, les VB élevées (au-delà de 30 cm/s) ont provoqué la diminution de la rétention des particules et des pertes de charge.


identifier: Castro Mendieta, Jose  (2016). Intelligent distribution voltage control with distributed generation.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Électricité Distribution.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Régulation.

subject: Électricité Production Génération répartie.

subject: Puissance réactive (Génie électrique)

subject: Optimisation mathématique.

subject: Logique floue.

subject: Pareto

subject: réseau de distribution

subject: contrôle de la tension coordonnée

subject: génération distribuée

subject: optimisation multi-objectifs

abstract:
In this thesis, three methods for the optimal participation of the reactive power of distributed generations (DGs) in unbalanced distributed network have been proposed, developed, and tested. These new methods were developed with the objectives of maintain voltage within permissible limits and reduce losses.

The first method proposes an optimal participation of reactive power of all devices available in the network. The propose approach is validated by comparing the results with other methods reported in the literature. The proposed method was implemented using Simulink of Matlab and OpenDSS. Optimization techniques and the presentation of results are from Matlab. The co-simulation of Electric Power Research Institute’s (EPRI) OpenDSS program solves a three-phase optimal power flow problem in the unbalanced IEEE 13 and 34-node test feeders. The results from this work showed a better loss reduction compared to the Coordinated Voltage Control (CVC) method.

The second method aims to minimize the voltage variation on the pilot bus on distribution network using DGs. It uses Pareto and Fuzzy-PID logic to reduce the voltage variation. Results indicate that the proposed method reduces the voltage variation more than the other methods. Simulink of Matlab and OpenDSS is used in the development of the proposed approach. The performance of the method is evaluated on IEEE 13-node test feeder with one and three DGs. Variables and unbalanced loads are used, based on real consumption data, over a time window of 48 hours.

The third method aims to minimize the reactive losses using DGs on distribution networks. This method analyzes the problem using the IEEE 13-node test feeder with three different loads and the IEEE 123-node test feeder with four DGs. The DGs can be fixed or variables. Results indicate that integration of DGs to optimize the reactive power of the network helps to maintain the voltage within the allowed limits and to reduce the reactive power losses.

The thesis is presented in the form of the three articles. The first article is published in the journal Electrical Power and Energy System, the second is published in the international journal Energies and the third was submitted to the journal Electrical Power and Energy System. Two other articles have been published in conferences with reviewing committee. This work is based on six chapters, which are detailed in the various sections of the thesis.


identifier: Boucher-Rhéaume, Philippe  (2016). Analyse d'une technique de télédétection time-of-flight à pleine saisie pour la métrologie des réfractaires sidérurgiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Revêtement réfractaire Détérioration Mesure.

subject: Télédétection.

subject: Hétérodynage.

subject: Réseaux logiques programmables par l'utilisateur.

subject: Reconnaissance optique des formes (Informatique)

subject: Amplificateurs de luminance.

subject: Pyrométallurgie.

subject: Métrologie.

subject: homodyne

subject: time-of-flight

subject: Steelmaking

subject: Time-of-Flight

subject: FPGA

abstract: L’étude d’une technique de télédétection time-of-flight indirecte par déphasage homodyne et hétérodyne par intensificateur d’image est présentée dans le contexte de la mesure du réfractaire de contenants et réacteurs pyrométallurgiques. Cette étude ayant pour objectif d’augmenter la sécurité et la rentabilité des procédés sidérurgiques lourds à grand déploiement présente les principes de mesure fondamentaux, les contraintes optiques, thermiques, matérielles et les défis d’une telle approche du point de vue théorique. Les principaux constituants du système sont présentés et une solution intégrée permettant d’obtenir un nuage de points à partir de l’observation d’un récipient sidérurgique à haute température est élaborée.


identifier: Bramy, Audrey  (2016). Étude de l'utilisation de conversations en langage naturel pour la prise de rendez-vous par SMS.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Emploi du temps Informatique.

subject: Systèmes conversationnels (Informatique)

subject: Traitement automatique des langues naturelles.

subject: Textos.

subject: Théorie des machines séquentielles.

subject: prise de rendez-vous

subject: interface conversationnelle

subject: système de dialogue

subject: SMS

abstract:
La prise de rendez-vous représente une charge de travail importante et une dépense de ressources (temporelle, monétaire et humaine) pour les entreprises. Bien que des services en ligne utilisant des interfaces graphiques soient proposés, les clients ont souvent recours à des appels téléphoniques directs. Récemment, avec l’intérêt croissant pour l’intelligence artificielle et les systèmes de dialogue, le « commerce conversationnel » suscite un nouvel intérêt. Il fait référence à l’utilisation de messages instantanés par une entreprise pour proposer des services à un client. De cette manière, elles tendent à remplacer les interfaces graphiques par des interfaces conversationnelles afin d’améliorer leurs interactions avec leurs clients.

Le présent projet a été réalisé en collaboration avec une entreprise proposant un logiciel de gestion de prise de rendez-vous. Dans une démarche d’innovation, ils visent à long terme la conception d’un système automatique de prise de rendez-vous par téléphone. L’objet de ce mémoire s’intéresse au cas particulier des échanges effectués par SMS. Cette étude a été supportée par le développement d’un prototype de système de dialogue visant à identifier : l’influence du changement du moyen de communication sur le processus de prise de rendez-vous et les aspects particuliers d’une conversation pour la prise de rendez-vous.

Nous avons mené une récolte de données permettant de catégoriser et modéliser les messages textes. Puis nous avons proposé deux approches pour le développement du prototype. La première expérience était fondée sur une machine à états pour gérer la conversation et l’extraction d’entités. La seconde, s’est focalisée sur la représentation sémantique du texte sous la forme d’intentions et l’exploration des méthodes et outils utilisés pour le développement d’Assistants Personnels Intelligents (IPA).

La prise de rendez-vous entre un client et une entreprise est un processus plus complexe que ceux gérés par les IPA actuels. Cette étude nous a permis de soulever deux caractéristiques particulières de la prise de rendez-vous. D’abord, un rendez-vous peut être incomplet et il se construit de manière collaborative au fur et à mesure des échanges. Puis, l’utilisation d’interface conversationnelle implique la formulation de propositions pertinentes de rendez-vous reposant sur la reproduction de la stratégie employée par une entreprise.


identifier: Laneuville, Mathieu  (2016). Études expérimentales en laboratoire et in situ de la relation entre la pression et le débit de fuite dans les réseaux d'eau potable.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Eau Fuite Prévention.
Pression Mesure.
Écoulement (Hydrologie) Vitesse.
Incertitude de mesure.
Tuyaux d'eau Hydrodynamique.
Eau Distribution.
réseau

abstract: Les pertes d’eau par les fuites sont pratiquement inévitables dans les réseaux de distribution d’eau potable. Pour les municipalités, réduire ces pertes à un niveau optimal devient donc une priorité pour contribuer à la gestion durable et intégrée des ressources en eau et pour fournir l’eau à un coût abordable. La majorité des solutions qui peuvent être mises en place pour réduire les pertes d’eau par les fuites à un niveau optimal sont généralement connues et appliquées à un certain niveau au sein des municipalités québécoises. Cependant, la gestion proactive de la pression demeure une solution peu développée à l’heure actuelle étant donné son évolution récente à l’international et sa diffusion limitée au Québec, notamment en ce qui a trait à la relation entre la pression et le débit de fuite. L’objectif de ce mémoire est donc d’analyser et de valider la relation entre la pression et le débit de fuite dans le cadre d’études expérimentales en laboratoire et in situ. Le montage en laboratoire a permis de réaliser les essais et l’analyse des incertitudes dans un environnement contrôlé tandis que le réseau de distribution d’eau potable municipal a permis de valider les résultats obtenus sur le terrain. Les études expérimentales en laboratoire et in situ présentent des résultats près de ceux reconnus à l’international. Cependant, l’analyse des incertitudes démontre des erreurs acceptables pour l’étude expérimentale en laboratoire, mais très significatives pour l’étude expérimentale in situ étant donné l’absence de compteurs d’eau à la consommation.


identifier: García Alvarado, Marthy Stívaliz  (2016). Inventory control under environmental considerations.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Gestion des stocks Aspect de l'environnement.

subject: Logistique (Organisation) Aspect de l'environnement.

subject: Production Planification Aspect de l'environnement.

subject: Échange de droits d'émission (Environnement)

subject: chaînes d’approvisionnement durables

subject: développement durable

subject: système de plafonnement et d’échange de droits d’émission

abstract:
Sustainable development focuses on three axes: economic, social and environmental development. Since previous efforts were concentrated on cost reduction strategies, managers are now confronted with greater threats. They still have to supply the right quantities at the right moment at minimum cost while making environmental and societal improvements. In light of these new challenges, inventory control might offer an effective solution to integrate the sustainability issues. This work highlights the role of inventory control in achieving sustainable objectives.

Our aim is to advance understanding of the potential of inventory control in the quest of building sustainable supply chains. In Chapter 1, we found that while the understanding of the effect of sustainable considerations at the strategic level is more mature, at the tactical level it is in its infancy. There is little or no knowledge about the role of inventory control in regard to sustainable development. Our aim is to contribute in filling the gaps. In Chapter 2, we explored how to incorporate environmental policies into inventory control. To this end, we studied an infinite horizon inventory problem with remanufacturing subject to carbon abatement regulations. We provided insights into the structure of new inventory and carbon management policies. Ultimately, we showed the economic and environmental advantages from restructured inventory policies. In Chapter 3, we extended our results to a finite horizon context. We addressed the effect of environmental parameters on production planning, and on inventory control decisions. The proposed model brought out the computational issues of the added complexities. A metaheuristic approach is then proposed. In Chapter 4, we investigated combining strategic and tactical planning. We stressed the financial and environmental benefits of such an integrated approach. Finally, we conclude this thesis with our general conclusion which brings together lessons learned and points out further perspectives.

This thesis provides a comprehensive understanding of the benefits of inventory control to improve the sustainable performance of firms. Our findings enable us to place inventory control as a complementary approach to emission mitigation and cost control. Inventory policies must be redesigned to cope with environmental policies and to transform regulations into opportunities. Ultimately, this restructuring would 1) give more flexibility to the firm to respond to additional uncertainties from environmental issues, 2) balance production capacities, demand, and environmental requirements, and 3) release the potential of the carbon market to maximize the long-term profit while minimizing the environmental effects of production processes. Besides, our findings present multiple practical implications. Firstly, decision-makers can foresee threatening situations. Secondly, policy-makers can take advantage of our findings to define more appropriate enforcement levels. Finally, communities with carbon intensive businesses would benefit from a reduction in the environmental impact of manufacturing activities.


identifier: Bouchard, Émilie  (2016). Characterization of hydrological processes of a glaciarized watershed catchment in Canadian St. Elias Mountains using natural tracers.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hydrologie des bassins hydrographiques.

subject: Bassins de montagne Saint-Elias

subject: Monts.

subject: Bassins de montagne Yukon.

subject: Glaciers Écoulement.

subject: Cours d'eau Chimie.

subject: Eau Chimie.

subject: Traceurs (Chimie)

subject: Isotopes stables.

subject: Modèles hydrologiques.

subject: Cycle hydrologique.

subject: Hydrologie des bassins hydrographiques Facteurs climatiques.

subject: hydrochimie

subject: traceurs naturels

subject: bassin versant

subject: modèles de mélange

abstract:
Changes in the hydrological processes of alpine glacierized watersheds have been observed in most regions of the world. These have an important impact on water resources and can affect downstream ecosystems and populations. Subarctic catchments such as those found in southern Yukon (Canada) are particularly sensitive to climate related hydrological changes. To further understand the ongoing evolution of subarctic hydrological systems, we applied natural tracers based investigations in the Saint-Elias mountain range of the Yukon. Our study site consisted of a small watershed, named B for logistical reasons, of the upper Duke watershed. B watershed contains three small glaciers numbered B1 to B3 from largest to smallest.

The main goal was to identify water sources using hydrochemical signatures and their relative contributions to outflows in the catchment as well as using the method to identify sources contributing during the diurnal cycle.

During the summer of 2015, extensive sampling of watershed B resulted on a spatial analysis of all three glaciers and a temporal analysis on the entire watershed. Samples were analyzed for organic carbon, major ions and heavy stable water isotopes (δ18O and δ2H). The resulting dataset was then processed using statistical methods and the hydrochemical basin characterization method (HBCM) for a qualitative and quantitative analysis. In this study, end-members were separated using pH, electrical conductivity, potassium, magnesium and sulfate concentrations.

Results show that on the sampling period, watershed outflows consisted mainly of glacier meltwater with a non-negligible contribution of other water sources such as ice-cored moraines. B1 glacier was found contributing 59.43% at low temperature and radiation and 69.06% during a high temperature and radiation day, while inversely B2 and B3 combined contribution were 35.66% and 29.89% during those days. The use of HBCM on samples collected over the diurnal cycle was an experimental approach; it showed positive results separating glacial and non-glacial sources.

The HBCM proved to be successful in the B valley, and therefore present a high possibility of success for the hydrochemical characterization of the entire upper Duke watershed.


identifier: Rahman, Mohammad Moshiur  (2016). Wireless network virtualization : a techno-economic analysis and a service differentiation strategy.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Transmission sans fil.

subject: Réseaux SDN.

subject: Qualité de service (Réseaux d'ordinateurs)

subject: Réseaux d'ordinateurs Architectures.

subject: duplex

subject: full

subject: hétérogène

subject: mobile

subject: opérateur

subject: virtualisation

subject: virtuel

subject: réseau sans fil

subject: bénéfices d’analyse des coûts

subject: informatique en nuage

subject: systèmes de full duplex

abstract:
Virtualization of wireless networks can significantly lower the capital expenditures (CAPEX) and operational expenditures (OPEX) by enabling resource sharing among multiple parties. Virtual network operators (VNOs), i.e. mobile virtual network operators (MVNOs) and over the top service providers (SPs) are becoming prominent players in wireless network markets with their differentiated service provisioning. This changing business model is beneficial for both the network operators and the VNOs, as network operators can increase their revenues by leasing resources to the VNOs who in turn, can implement their own network without having to deploy expensive physical networks.

In future 5G networks, VNOs will play even more important role by providing various differentiated services using different wireless technologies. This requires provisioning of technologyagnostic physical infrastructure on which VNOs will be able to build their customized, isolated network slices tailored for optimal performance of the intended services. Research on Wireless network virtualization is a fairly recent trend and there is lack of an end-to-end solution for wireless network virtualization architectures in the open literature. In this respect, in this thesis, three architectural frameworks for wireless network virtualization have been proposed that differ in their degree of segregation between the signal processing and the radio accessunits. The frameworks also differ in terms of their associated CAPEX & OPEX as well as in terms of their achievable quality of service (QoS). For this reason, selection of a particular virtualization model for a particular service deployment is a multi-dimensional problem. Hence, a multi-criteria utility model has been developed that accounts for network cost & QoS trade-offs in order to enable the design and optimization of wireless access virtualization architectures that best comply with the investment and service-level requirements of network operators (and/or service providers).

The second phase of the thesis focuses on the architectural requirements for provisioning heterogeneous virtual networks on a common physical substrate. It has been argued that software defined network (SDN) and cloud computing technologies are the key enablers for deploying such a network model. The existing proposals in the open literature focus on wireless network solutions for a particular radio access technology (RAT), e.g., WiFi, cellular, wireless sensor network (WSN), etc. or a particular part of a network (e.g., cellular core vs access networks). But an integral solution for programmable, elastic, virtualized heterogeneous networks is not available in the open literature. Hence, a blueprint for the deployment of an end-to-end programmable & flexible heterogeneous virtual wireless network (HVWN) infrastructure using SDN & cloud computing has been laid out in this chapter. Open problems and challenges in realizing a programmable, elastic HVWN have also been identified.

Next, in the third phase of the thesis, the case of provisioning differentiated services in a cloud-based software-defined virtual wireless network environment has been studied. We have focused on a particular part of the generalized architecture proposed in the second part of the thesis, i.e., the case of programmable virtualized wireless networks that consists of cellular and fixed WiFi networks. More specifically we have studied how differentiated services can be provided in such a programmable virtualized platform. We have proposed to use the spare bits of OpenFlow packet structure to implement virtual network entities. Use of northbound APIs has been emphasized for composing complex wireless network applications. Emulation results show that the SDN-based virtualized wireless networks are able to meet the critical performance requirements of carrier networks.

In the final part of the thesis, we focused on full duplex (FD) deployment of multi-cell networks. Current cellular networks are suffering from spectrum ossification problem. In a virtualized environment where multiple VNOs will compete for access to shared radio resources, the spectrum scarcity problem will be more severe. In such context, FD systems can provide an efficient solution by doubling the spectrum efficiency. In our research, we have identified the critical challenges for real world deployment of multi-tier FD multi-cell networks. We have analyzed FD performance trade-offs for a dense urban multi-tier cellular network. We have used the Madrid grid model proposed by METIS project that consists of macro and pico cells. We also have investigated the impact of co-located BS interference in FD performance for a single-tier homogeneous network deployment. We have proposed intelligent proportional fair joint user selection and power control algorithms to harness the gain of FD deployment. We have developed algorithms for both cloud radio access network (C-RAN) and traditional distributed RAN (D-RAN) network models. Extensive system-level simulation results show that using the devised algorithms the FD systems are able to achieve significant performance gain .


identifier: Ouali, Chahid  (2016). Multimedia copy detection using audio and video fingerprints.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Son Enregistrement et reproduction Techniques numériques.

subject: Vidéo numérique Reproduction.

subject: Recherche de l'information électronique.

subject: Parallélisme (Informatique)

subject: Processeurs graphiques.

subject: Regroupement des documents (Informatique)

subject: contenu

subject: copie

subject: détection

subject: empreinte digitale

subject: recherche rapide

subject: traitement parallèle

subject: partitionnement de données

abstract:
According to a study by the International Data Corporation (IDC), the digital universe is doubling in size every two years to rich 44 trillion gigabytes by 2020. A large part of this big universe consists of audio and videos (e.g. music, TV shows and films), which are distributed over the Internet in an effortless way. This has increased the need for powerful tools to handle this data in terms of identification, filtering and retrieval. In this context, multimedia copy detection, which consists of identifying duplicate (or near duplicate) multimedia content, has become an emerging and active research area due to its broad applications. Multimedia copy detection can be used in a wide variety of applications such as broadcast monitoring, music identification, copyright control, law enforcement investigation and music library organization. Content-Based Copy Detection (CBCD) has been recently introduced as a solution to the problem of multimedia copy detection. This approach extracts fingerprints from a candidate copy and then compares them against fingerprints of the original content. However, audio and video signals are subjected to various kinds of transformations that make robust fingerprint extraction challenging. Thus, fingerprints should be robust to a variety of audio and video transformations and also discriminate against imposter fingerprints. In addition, the search of a candidate copy against a large dataset of fingerprints should be very fast.

In this thesis, we propose an efficient multimedia copy detection system that is highly robust to a variety of audio and video transformations. We first describe a new audio feature extraction schema that allows the generation of three kinds of audio fingerprints. We then address the problem of video copy detection and we describe two video fingerprint extraction algorithms. In addition, we propose a fusion technique that combines the results achieved separately from the audio and the video parts to tackle the problem of audio+video copy detection. In the last part of this thesis, we address the problem of fingerprint retrieval, and we propose two solutions to improve the speed of the search algorithm. In the first solution we propose to parallelize the similarity search algorithm by using a Graphics Processing Unit (GPU), whereas the second solution is based on a clustering technique.

We evaluate the proposed systems on the TRECVID 2009 and 2010 datasets, and we evaluate our approaches in terms of detection performance, localization accuracy and run time. In addition, we demonstrate the effectiveness of our methods by comparing them to several state-of-the-art audio and video copy detection systems.


identifier: Benadja, Mounir  (2016). Approches pour la réduction de l'impact de défaut dans le transport d'énergie du parc éolien offshore via VSC-HVDC.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de conversion de l'énergie éolienne.

subject: Électricité Transport.

subject: Centrales éoliennes en mer.

subject: Électricité Transport Modèles mathématiques.

subject: Défauts électriques Localisation.

subject: Générateurs synchrones.

subject: Convertisseurs électriques.

subject: Filtre de Kalman.

subject: Systèmes adaptatifs.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité.

subject: HVDC

subject: MPPT  VSC

subject: VSC-HVDC

subject: parc éolien offshore (OWF)

subject: génératrice synchrone à aimant permanent (GSAP)

subject: poursuite de point de puissance maximale (MPPT)

subject: convertisseur source de tension à base haute tension en courant continu (VSC-HVDC)

subject: commande adaptative à modèle de référence (MRAC)

subject: défauts AC et DC

subject: contrôle par mode de glissement (SMC)

subject: qualité d’énergie

abstract:
Dans ce travail est présenté un système de génération d’énergie d’un parc éolien offshore et un système de transport utilisant les stations VSC-HVDC connectées au réseau principal AC onshore. Trois configurations ont été étudiées, modélisées et validées par simulation. Dans chacune des configurations, des contributions améliorant les côtés techniques et économiques sont décrites ci-dessous :

La première contribution concerne un nouvel algorithme MPPT (Maximum Power Point Tracking) utilisé pour l’extraction de la puissance maximale disponible dans les éoliennes des parcs offshores. Cette technique d’extraction du MPPT améliore le rendement énergétique de la chaîne de conversion des énergies renouvelables notamment l’énergie éolienne à petite et à grande échelles (parc éolien offshore) qui constitue un problème pour les constructeurs qui se trouvent confrontés à développer des dispositifs MPPT simples, moins coûteux, robustes, fiables et capable d’obtenir un rendement énergétique maximal.

La deuxième contribution concerne la réduction de la taille, du coût et de l’impact des défauts électriques (AC et DC) dans le système construit pour transporter l’énergie d’un parc éolien offshore (OWF) vers le réseau principal AC onshore via deux stations 3L-NPC VSCHVDC. La solution développée utilise des observateurs non-linéaires basés sur le filtre de Kalman étendu (EKF). Ce filtre permet d’estimer la vitesse de rotation et la position du rotor de chacune des génératrices du parc éolien offshore et de la tension du bus DC de l’onduleur DC-AC offshore et des deux stations 3L-NPC-VSC-HVDC (offshore et onshore). De plus, ce développement du filtre de Kalman étendu a permis de réduire l’impact des défauts AC et DC. Deux commandes ont été utilisées, l’une (commande indirect dans le plan abc) avec EKF intégré destinée pour contrôler le convertisseur DC-AC offshore et l’autre (commande d-q) avec EKF intégré pour contrôler les convertisseurs des deux stations AC-DC et DC-AC tout en tenant compte des entrées de chacune des stations. L’intégration des observateurs non-linéaires (EKF) dans le contrôle des convertisseurs permet de résoudre le problème des incertitudes de mesure, des incertitudes dans la modélisation, en cas du dysfonctionnement ou de panne des capteurs de mesure ainsi que le problème de l’impact des défauts (AC et DC) sur la qualité d’énergie dans les systèmes de transmission. Ces estimations contribuent à rendre le coût global du système moins cher et sa taille moins encombrante ainsi que la réduction de l’impact des défauts (AC et DC) sur le système.

La troisième contribution concerne la réduction de la taille, du coût et de l’impact des défauts électriques (AC et DC) dans le système construit pour transporter l’énergie d’un parc éolien offshore (OWF) vers le réseau principal AC onshore via deux stations VSC-HVDC. La solution développée utilise des observateurs non-linéaires basés sur le filtre de Kalman étendu (EKF). Ce filtre permet d’estimer la vitesse de rotation et la position du rotor de chacune des génératrices du parc éolien et de la tension du bus DC de l’onduleur DC-AC offshore. La contribution porte surtout sur le développement des deux commandes des deux stations. La première, la commande non-linéaire modifiée pour contrôler le premier convertisseur de la station VSC-HVDC offshore assurant le transfert de la puissance générée par le parc éolien vers la station VSC-HVDC onshore. La deuxième commande non-linéaire modifiée avec intégration de la régulation de la tension du bus DC et de la commande à modèle de référence adaptative (MRAC) pour la compensation des surintensités et surtensions durant les défauts AC et DC. On peut constater que lors d’un défaut AC au PCC (Point of Common Coupling) du côté réseau onshore, la profondeur de l’impact du défaut AC sur l’amplitude des courants du réseau principal AC onshore qui était réduit à 60% par les travaux de recherche (Erlich, Feltes et Shewarega, 2014), comparativement à la nouvelle commande proposée MRAC qui réduit la profondeur de l’impact à 35%. Lors de l’apparition des défauts AC et DC, une réduction de l’impact des défauts sur l’amplitude des courants de réseau AC terrestre et du temps de réponse a été observée et la stabilité du système a été renforcée par l’utilisation de la commande adaptative basée sur le modèle de référence MRAC.

La quatrième contribution concerne une nouvelle commande basée sur le mode de glissement (SM) appliquée pour la station VSC-HVDC qui relie le parc éolien offshore (OWF) au réseau principal AC. Ce parc est composé de dix éoliennes basées sur des génératrices synchrones à aimant permanent (VSWT/PMSGs) connectées en parallèle et chacune est contrôlée par son propre convertisseur DC-DC. Une comparaison des performances entre la commande SM et de la commande non-linéaire avec des contrôleurs PI pour les deux conditions (présence et absence de défaut DC) a été analysée et montre la supériorité de la commande par SM. Un prototype du système étudié à échelle réduite a été réalisé et testé au laboratoire GRÉPCI en utilisant la carte dSPACE-DS1104 pour la validation expérimentale.

L’analyse et la simulation des systèmes étudiés sont développées sous l’environnement Matlab/Simulink/Simpowersystem. Les résultats obtenus à partir des configurations développées sont validés par simulation et par expérimentation. Les performances sont très satisfaisantes du point de vue réponse dynamique, réponse en régime permanent, stabilité du système et qualité de l’énergie.


identifier: Urlea, Victor  (2017). Amélioration du fini de surface par électropolissage des composants en alliage de titane (TI64) et nickel (IN625) fabriqués par FSL.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
fabrication additive
fusion sélective au laser
orientation de fabrication
fini de surface
tolérances
électropolissage
Ti-6Al-4V
IN625

abstract:
Ce travail porte sur la finition de surface par électropolissage des composants fabriqués à base des poudres d’alliages de titane (Ti-6Al-4V) et de nickel (Inconel 625) par fusion sélective au laser. Le fini de surface est affecté par quatre phénomènes principaux : l’effet d’escalier, d’ondulation, d’agglomération et l’accumulation des particules partiellement frittées en périphérie. L’influence de ces phénomènes peut être minimisée en optimisant les paramètres de fabrication, mais jusqu’à une certaine limite, d’où la nécessité d’effectuer un traitement de finition de surface post-fabrication.

Les techniques mécaniques de finition se trouvent limitées quant à l’accès à l’intérieur des pièces complexes et le seul processus de finition par attaque chimique n’arrive pas à complètement nettoyer les surfaces. Le processus d’électropolissage, échappant à ces limites, a été choisi comme technique d’amélioration du fini de surface dans le cadre de ce projet.

Dans un premier temps, les courbes potentiel-densité de courant ont été tracées pour les deux alliages dans leurs électrolytes respectifs. Il a été vu que le Ti-6Al-4V ne présente pas de plateau stable de la densité de courant, contrairement à l’IN625. Par la suite, l’optimisation des conditions de polissage a démontré que la densité optimale de courant pour le polissage du Ti-6Al-4V était de 240 mA cm-2 et que l’IN625 se polissait mieux avec un potentiel stable de 9 V appliqué instantanément, aboutissant à une densité de courant comprise entre 26 et 31 mA cm-2.

Les conditions optimales de polissage ont été utilisées pour simuler le polissage d’un tube (barillet), composé de 7 échantillons (douelles), chacun fabriqué à un angle de fabrication différent : 0, 22.5, 45, 67.5, 90, 112.5 et 135 °. Il a été montré que, malgré une grande dispersion du fini des surfaces ainsi construites, allant de Ra = 4 μm (0°) à Ra = 23 μm (135 °) pour le Ti-6Al-4V et de Ra = 1.8 μm (0°) à Ra = 18.6 μm (135°) pour l’IN625, toutes les surfaces ont été polies jusqu’à une rugosité uniforme de Ra = 1-3 μm pour le titane et Ra = 1.5-3.5 μm pour l’inconel. Finalement, en surveillant l’épaisseur des douelles, il a été possible d’établir les tolérances d’électropolissage spécifiques à chaque orientation de fabrication, autant pour le Ti-6Al-4V que pour l’IN625.


identifier: Taktak, Ghofrane  (2016). Étude de différentes approches visant la réduction des polluants de rejets d'eaux usées d'une industrie agroalimentaire.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Eaux usées Épuration.

subject: Polluants de l'eau Aspect sanitaire.

subject: Eaux usées Propriétés.

subject: Eaux usées Stations de traitement aérobie.

subject: Eaux usées Épuration Microtamisage.

subject: Eaux usées Épuration Aération.

subject: Eau Épuration Flottation à l'air dissous.

subject: Eau Épuration Filtration sur membrane.

subject: Aliments Industrie et commerce Déchets Élimination.

subject: pH

subject: huiles et graisses totales

subject: DCO

subject: MES

subject: vidange

subject: tamisage

subject: séparation membranaire (UF et NF)

abstract:
L’activité de production dans une entreprise alimentaire génère des eaux usées qui sont acheminées directement dans les égouts municipaux. Les règlements municipaux obligent les entreprises à respecter les normes en vigueur concernant les paramètres physico-chimiques suivants : pH, température, Demande chimique en oxygène (DCO), Matières en suspensions (MES), Huiles et graisses totales (HGT), et Huiles et graisses minérales (HGM). Dans cette perspective, le projet de recherche vise à étudier l’efficacité de différentes approches visant la réduction des polluants de rejets d’eaux usées en vue de déterminer la meilleure solution dans le contexte spécifique de l’entreprise. L’usine est composée de deux zones de production : Zone 1 et Zone 2. Chaque zone se caractérise par une production spécifique et génère des eaux usées traitées au niveau des trappes à graisses localisées à l’extérieur de l’usine. En effet, les eaux usées de la zone 1 sont acheminées au drain situé avant la « trappe à graisse no 1 » à travers un système d’égout complètement indépendant du système d’égouts de la zone 2. Ce dernier alimente la « trappe à graisse no 2 ». Dans le cadre de ce projet, une étude spécifique de la variation des paramètres pH, DCO, MES, HGT et HGM est effectuée en fonction des différentes approches de réduction de polluants. Ce projet se compose de six phases. Les trois premières phases sont réalisées dans l’entreprise alors que les trois autres phases sont réalisées en laboratoire.

Le pH est devenu plus homogène et enregistre un pH près de 7 suite à l’installation de l’aérateur (phase 3). Par ailleurs, au cours de la phase 4 (flottation à air dissous), on remarque que la flottation n’a presque pas d’effet sur la variation de pH. Finalement, les résultats obtenus dans les phases 5 et 6 démontrent que l’utilisation des membranes UF et NF rend le pH plus acide. En effet, le pH diminue de 6,2 à 5,7 avec la membrane UF et de 6,2 à 3,4 avec la membrane NF pour la zone 1. Pour la zone 2, on observe une diminution de pH de 9,8 à 8,9 avec la membrane UF et de 9,8 à 3,6 avec la membrane NF.

Après la fixation de tamis (phase 2), la concentration de la DCO a atteint la valeur de 916 mg/L dans la zone 1 et de 956 mg/L dans la zone 2. L’ajout d’un aérateur (phase 3) été efficace pour traiter de la DCO et avec attente d’une valeur de 515 mg/L au niveau de la trappe 1 qui est au-dessous de la norme de 800 mg/L. L’approche en utilisant un tamis et une flottation à air dissous permet de réduire la DCO jusqu’à la valeur de 782 mg/L dans la zone 1 et de 2181 mg/L dans la zone 2 avec 100 % d’eau pressurisée. La séparation membranaire permet d’atteindre la valeur de 960 mg/L avec la membrane UF et de 480 mg/L avec la membrane NF dans la zone 1. Pour la zone 2, le niveau de DCO a atteint la valeur de 2158 mg/L avec les membranes UF et la valeur de 624 mg/L avec la combinaison des membranes UF+NF. Donc, la mise en place d’une membrane NF est la méthode la plus efficace et garantit un taux de DCO le plus bas et qui respecte la norme (800 mg/L). Cependant, le problème de pH reste toujours présent et en dessous de la norme acide au niveau des deux zones 1 et 2.

Le taux d’HGT est actuellement de l’ordre de 1480 mg/L dans la zone 1 (10 fois plus que la norme) et de 2888 mg/L dans la zone 2 (20 fois plus que la norme). Malgré que la trappe à graisse, la vidange, le tamis, l’aérateur, la flottation et la séparation membranaire UF contribuent à réduire considérablement le taux d’huile et graisse totale, il reste toujours au-dessus de la norme. Par contre, avec la séparation membranaire NF, le taux d’huiles et graisses a atteint la valeur de 149 mg/L au niveau de la zone 1 et une valeur de 7 mg/L au niveau de la zone 2 et qui respecte la norme (150 mg/L).

Pour les concentrations de MES, l’utilisation la trappe à graisse avec vidange mensuelle permet de réduire les valeurs de MES qui respectent la norme (500 mg/L) pour atteindre 261 mg/L dans la trappe 1 et 322 mg/L au niveau de la trappe 2. Avec la présence de tamis (phase 2), le MES a atteint une valeur de 50 mg/L avec Vidange + Tamis au niveau de la trappe 1, et une valeur de 79 mg/L avec Vidange + Tamis au niveau de la trappe 2. Avec la méthode de flottation à air dissous (Phase 4), le taux de MES pour la zone 1 a atteint la valeur de 252 mg/L et une valeur de 1098 mg/L dans la zone 2, avec un pourcentage de 100 % d’eau pressurisée. Enfin, avec la filtration membranaire (phases 5 et 6), le taux de MES est presque égal zéro dans la zone 1 (élimination complète des matières en suspensions). Cependant, la valeur de MES a atteint 262 mg/L dans la zone 2 mais qui respecte la norme (500 mg/L).

Les différentes phases du projet ont permis d’identifier le potentiel de chaque approche de traitement. La combinaison de méthodes de prétraitement tamis + aération avec la méthode de traitement par filtration membranaire (UF+ NF) permet de répondre aux exigences réglementaires pour les paramètres physico-chimiques étudiés. Afin de garantir avec plus de certitude les résultats obtenus, des études complémentaires sont nécessaires pour tester ces méthodes en fonction des variations de caractéristiques d’eau des zones 1 et 2 dans un horizon plus représentatif (horaire, journalier, hebdomadaire, mensuel, etc.).


identifier: Robati, Tiyam  (2016). Model-based techniques for the future integration for formal verification of critical real-time software systems.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Avionique numérisée.
Ingénierie dirigée par les modèles.
Logiciels Vérification.
AADL (Informatique)
Ethernet (Système de réseau local)
Temps réel (Informatique)
Traitement réparti.
critique
système
TTEthernet
IMA
ARINC 653
AFDX
DEVS

abstract:
Integrated modular avionics architectures combined with the emerging SAE TTEthernet standard provides a strong infrastructure for the deployment of mixed-critical avionic applications that meet stringent safety, reliability and performance requirements. Integrating these systems is a complex and challenging engineering task. Of paramount importance is the development of a model-based approach that can endow system engineers with a methodology and supporting tools to cope with this complexity. In this thesis, we present an extension of AADL, the standard language used for architecture and analysis modeling, in order to enable the modeling of integrated multi-critical avionic applications deployed on TTEthernet-based IMA architectures. To do this, we first present a metamodel for the TTEthernet domain followed by an extension of the core AADL metamodel with concepts and constraints relevant for this domain. In doing so, we define the concrete textual syntax for this extension, and we outline the implementation of this extension using the Open Source AADL Tool Environment (OSATE). To verify the AADL model for TTEthernet, we build on our extension of AADL and leverage model transformations to assess the system models produced with this methodology. In this process, we transform the system models to a target model that is compatible with DEVS formalism in its dedicated simulation environment.

We illustrate the proposed approach using a case study provided by Bombardier, our industrial partner in this project, and we show the benefits of our AADL extension and verification approach to the contention-freedom property of the TTEthernet schedule.


identifier: Abou-Abbas, Lina  (2016). Segmentation automatique des cris des nouveau-nés en vue du dépistage précoce des problèmes neurophysiologiques.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Nouveau-nés Maladies Diagnostic.

subject: Cris Classification.

subject: Inspiration (Physiologie)

subject: Expiration.

subject: Traitement du signal Techniques numériques.

subject: Apprentissage supervisé (Intelligence artificielle)

subject: Loi de Gauss (Statistique)

subject: Modèles de Markov cachés.

subject: Transformations de Fourier rapides.

subject: Ondelettes.

subject: Transformation de Hilbert-Huang.

subject: Communication non-verbale chez le nourrisson.

subject: automatique

subject: gaussien

subject: mélange

subject: modèle

subject: segmentation

subject: cris des nouveau-nés

subject: coefficients cepstraux

subject: taux de passage par zéro

subject: fréquence fondamental

subject: décomposition en mode empirique

abstract:
Plusieurs études ont établi l’existence d’un grand nombre d’informations présentes dans un signal du cri des nouveau-nés. En se basant sur cette hypothèse, de nombreuses recherches se sont consacrées à l’analyse de ce signal dans le but de classifier d’une part, le type du cri (cri de naissance, douleur, faim, inconfort, etc.) et d’autre part, l’état pathologique du nouveau-né. Cette thèse décrit le développement et la validation d’un outil de segmentation automatisé pour la détection des phases vocalisées d’expiration et d’inspiration des cris des nouveau-nés collectés dans un environnement médical bruité. Cet outil fera partie de la phase du prétraitement des signaux audio des cris des nouveau-nés, et ce en amont du système automatique de classification des pathologies chez les nouveau-nés.

Dans un premier axe, nous avons contribué à la mise en place d’une base de données de cris des nouveau-nés sains et pathologiques destinée à être publique, accessible en permanence aux fins de recherches multiples relatives spécifiquement à la santé des nourrissons. La réalisation de la base de données a satisfait les attentes, entre autres : l’archivage sécurisé des données, la consultation facile et accélérée des informations à l’aide d’une interface adéquate et efficace et le téléchargement rapide vers d’autres emplacements pour différentes utilisations. Un corpus de 2073 signaux de cris a été recueilli. 769 bébés ont participé à cette collecte dont 372 sont atteints de diverses maladies telles que maladies respiratoires, cardiaques et neurologiques.

Dans un deuxième axe, nous avons proposé des méthodes d’apprentissage supervisées GMM et HMM pour la conception de l’outil de segmentation automatique des signaux de cris. Compte tenu de la grande variabilité rencontrée dans une base de données réelle des signaux de cris, cet outil est capable de détecter les parties importantes de cris parmi d’autres activités acoustiques présentes dans le corpus comme les sons provenant des machines médicales, la parole, les bruits à des niveaux variés et enfin le silence. Plusieurs outils de traitement et de reconnaissance des signaux ont été exploités dans ce travail afin de proposer un module de segmentation des signaux de cris complètement automatique robuste vis-à-vis du bruit et applicable dans un environnement clinique réel et qui ne nécessite pas un réglage manuel des seuils. Afin d’exploiter l’information contenue dans les signaux de cris de différentes manières, nous avons appliqué et comparé les méthodes de décomposition de signaux les plus utilisées: Transformée de Fourier rapide, transformée en ondelettes et enfin décomposition modale empirique. Nous avons procédé à l’extraction des divers descripteurs afin de caractériser et modéliser séparément et d’une manière efficace chacun des types d’expiration et d’inspiration avec vocalisation.

Dans un troisième axe, et pour améliorer les résultats obtenus des approches supervisées en réduisant les erreurs de localisation des points de début et de fin des segments utiles, nous avons intégré une phase de post-traitement afin d’exploiter l’information temporelle du signal. L’architecture complète réalisée est basée sur deux modules successifs. Le premier vise à utiliser les approches statistiques supervisées et obtenir une première classification et le second consiste à se servir des paramètres temps-fréquences pour corriger les erreurs de la première classification et améliorer ainsi les résultats globaux. Les différentes approches proposées ont été testées sur une base de données différente de celle utilisée lors de l’apprentissage. La technique de la validation croisée stratifiée à dix tours a été employée afin d’évaluer et de vérifier l’efficacité des systèmes proposés. Les résultats des tests réalisés montrent le comportement robuste des algorithmes proposés.


identifier: Moradiankhabiri, Mohammadreza  (2016). Comportement sismique des piles faiblement armées des ponts réguliers isolés à la base.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Ponts Fondations et piles Effets des tremblements de terre sur.

subject: Barres d'armature.

subject: Dommages causés par les tremblements de terre.

subject: Charges sismiques.

subject: Hystérésis.

subject: Conception parasismique.

subject: Zones sismiques Canada (Est).

subject: Zones sismiques Canada (Ouest).

subject: base

subject: isolateur

subject: isolation

subject: longitudinal

subject: sismique

subject: comportement sismique des piles de ponts

subject: taux d’armature

subject: longitudinal

subject: performance sismique

abstract: L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’effet de la diminution du pourcentage minimum d’acier d’armature longitudinale dans les piles sur la performance sismique et le niveau de dommage des ponts isolés à la base. Le comportement bidirectionnel d’un pont régulier isolé à la base ayant des pourcentages d’acier d’armature longitudinale minimaux est étudié sous des excitations sismiques anticipées à l’Est et à l’Ouest canadien. Un pont typique de deux travées avec une pile centrale composée de trois colonnes et une superstructure préfabriquée est considéré à titre d’étude de cas. Le pont est représenté par un modèle tridimensionnel où les colonnes de la pile centrale sont modélisées par des éléments fibre afin d’étudier et de retracer le niveau et l’étendue des dommages sous les charges sismiques. Des isolateurs sismiques de type élastomère avec noyau de plomb sont considérés et leur comportement hystérétique en cisaillement est représenté par un comportement non linéaire couplé dans les deux directions horizontales. Des analyses temporelles non linéaires sont effectuées sur le modèle du pont sous l’action simultanée de paires de composantes horizontales de tremblements de terre historiques et artificiels, calibrés sur le spectre du code canadien de calcul des ponts routiers, le CSA-S6-14. Dans l’étude préliminaire le spectre d’édition CNB 2010 a été choisi, étant donné la non disponibilité, au moment de l’étude, du spectre de l’édition 2015 du CNBC, utilisé par le code CSA-S6-14. Les colonnes de la pile, de forme rectangulaire, sont conçues avec des taux de renforcement longitudinal variant entre 0,3% à 1,0 %. Les résultats sont examinés en termes de l’effet de la diminution du pourcentage d’acier d’armature longitudinal minimal sur le niveau de dommage et le niveau de performance sismique du pont par rapport à la philosophie de conception et aux attentes du code canadien sur le calcul des ponts routier, CSA-S6-14. Les résultats montrent que, pour autant que le pourcentage d’acier fourni soit supérieur à celui requis, toutes les variantes du pont étudiées y compris celles ayant un pourcentage d’acier aussi bas que 0,5%, à l’Est et à l’Ouest canadien, se comportent essentiellement dans le domaine élastique, sans dommages significatifs. Cette performance est conforme à la philosophie et aux exigences du code CSA-S6-14 pour les ponts essentiels.


identifier: Larochelle Martin, Gilbert  (2016). Calibration de modèles d'équipement CVCA à l'aide de données colligées.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chauffage Modèles mathématiques Étalonnage.

subject: Ventilation Modèles mathématiques Étalonnage.

subject: Climatisation Modèles mathématiques Étalonnage.

subject: Constructions Consommation d'énergie Simulation par ordinateur.

subject: Optimisation mathématique.

subject: TRNSYS

subject: calibration

subject: estimation de paramètres

subject: EnergyPlus

subject: CVCA

abstract:
La calibration de modèles d’équipements de chauffage, ventilation et conditionnement d’air (CVCA) des logiciels de simulation énergétique est une tâche longue, ardue et dont la validité dépend largement du modeleur ayant effectué la calibration. Les différentes approches présentement proposées ne sont pas utilisables puisque les résultats obtenus ne sont pas toujours concluants et que le coût engendré est considérable. De plus, la performance réelle des équipements et des systèmes peut varier de façon importante par rapport aux plans tels que construits et aux données du manufacturier. Dans ce contexte, ce mémoire présente une nouvelle approche de calibration des modèles CVCA des logiciels de simulation énergétique qui utilise un algorithme d’optimisation numérique et des données colligées. L’approche de calibration automatique est présentée sous la forme de trois articles.

Le premier article explore la calibration automatique de modèles d’équipements CVCA sous le logiciel TRNSYS avec des données synthétiques et un algorithme génétique. Le deuxième article porte l’approche de calibration vers le logiciel EnergyPlus avec des données synthétiques et le logiciel d’optimisation GenOpt. Le dernier article supplémente l’approche de calibration avec une étape de réduction de la dimension du problème d’optimisation et documente l’application de la méthode avec des données mesurées colligées à partir d’un système mécanique d’un bâtiment universitaire.

L’estimation des paramètres influents du modèle de ventilateur à débit variable du logiciel EnergyPlus (Fan:VariableVolume) est réalisée avec la minimisation des moindres carrés par le logiciel GenOpt. Le modèle d’équipement calibré du ventilateur permet une excellente prédiction de la température d’alimentation (NMBE = 1.80 %, RMSE = 0.53ºC) et de la puissance électrique (CV-RMSE = 4.30 %, NMBE = 2.02 %, RMSE= 0.46 kW). Les résultats des articles de ce mémoire démontrent qu’un modèle d’équipement CVCA du logiciel EnergyPlus peut être calibré automatiquement en utilisant l’approche proposée.


identifier: Chouchene, Wejden  (2016). Exposition professionnelle aux vapeurs de solvants : étude d'un modèle deux zones par comparaison numérique et expérimentale.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Solvants Industrie Lutte contre les vapeurs.

subject: Polluants atmosphériques Diffusion.

subject: Dynamique des gaz Modèles mathématiques.

subject: Dynamique des gaz Expériences.

subject: Ventilation Conception et construction.

subject: Acétone.

subject: Solvants Aspect sanitaire.

subject: Hygiène industrielle.

subject: exposition

subject: IH MOD

subject: FDS

subject: concentration

abstract: Le logiciel Industrial Hygiene Modeling (IH MOD), développé par l'AIHA (American Industrial Hygiene Association), constitue le principal outil mathématique de modélisation de l'exposition des travailleurs aux agents chimiques gazeux. Cependant, l’estimation de l’exposition aux vapeurs de solvants est réalisée grâce à des modèles basés sur plusieurs hypothèses simplificatrices qui ne prennent en compte qu’un nombre limité de paramètres. L’objectif de ce mémoire est de comparer les expositions aux vapeurs de solvants obtenues par IH MOD aux résultats d’un code de simulation numérique des écoulements appelé Fire Dynamics Simulator (FDS) et aux mesures faites dans une chambre modèle située au Centre de Technologie Thermique (CTT) à l’École de Technologie Supérieure (ÉTS). Le modèle deux zones d’IH MOD avec un taux de génération constant a été retenu pour cette étude. La concentration d’acétone en fonction du temps dans la zone rapprochée prédite par ce modèle est comparée, pour plusieurs scénarios de ventilation, aux résultats numériques de FDS et aux mesures élaborées dans la chambre modèle. Trois scénarios de ventilations et plusieurs nombre de changements d’air par heure (1 à 8) ont permis d’étudier l’impact du positionnement des grilles de soufflage et d’extraction sur la concentration du contaminant dans l’air de la chambre modèle. Le coefficient d’échange d’air entre les zones éloignée et rapprochée a été déterminé selon deux expressions différentes et son influence sur les concentrations prédites par IH MOD a été vérifiée. Les résultats montrent que le coefficient d’échange d’air est un paramètre important pour l’estimation des concentrations dans la zone rapprochée. Des écarts compris entre 5% et 40% ont été obtenus entre IH MOD et FDS pour les scénarios 1 et 2. Les concentrations en acétone prédites par IH MOD et FDS dans la zone rapprochée ont été comparées à des mesures expérimentales effectuées à l’aide d’un appareil à photo-ionisation pour un troisième scénario de ventilation. Les résultats obtenu de ce troisième scénario montre que FDS et IH MOD sous-estime concentrations de l’ordre de 20% dans la zone rapproché quel que soit le nombre de changement d’air.


identifier: Anderson, Mélissa  (2016). Formability extension of aerospace alloys for tube hydroforming applications.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hydroformage.

subject: Tubes métalliques.

subject: Acier inoxydable Travail à froid.

subject: Alliages réfractaires Travail à froid.

subject: Acier inoxydable Formabilité.

subject: Alliages réfractaires Formabilité.

subject: Acier inoxydable Traitement thermique.

subject: Alliages réfractaires Traitement thermique.

subject: Acier inoxydable Propriétés mécaniques.

subject: Alliages réfractaires Propriétés mécaniques.

subject: Acier inoxydable Microstructure.

subject: Alliages réfractaires Microstructure.

subject: Aéronautique Appareils et matériel Industrie.

subject: alliages aéronautiques

subject: superalliage

subject: mise en forme multi-étapes

subject: traction

subject: expansion libre

subject: traitements thermiques intermédiaires

abstract: Tube hydroforming (THF) is an innovative metal forming process using a pressurized fluid in a closed die to produce complex shapes from tubular starting material. This process has many advantages (weight reduction, reduced tooling and assembly costs, fewer numbers of operations, superior products quality) but remains unconventional in aeronautics because of the limited formability of aerospace alloys. The main objective of the research conducted during this thesis is to study a method for increasing the formability of two designated aerospace alloys by the use of a multi-step forming method that includes cycles of forming followed by intermediate heat treatment steps. An extensive literature review on existing methods to improve the formability of aerospace alloys as well as on the available softening heat treatments has allowed the implementation of an appropriate experimental procedure. This process consists of several sequences of forming followed by successive heat treatments until obtaining the final part. The insertion of intermediate steps of heat treatment as well as the combination "deformation + heat treatment" influences the mechanical and metallurgical behavior of the alloys. Thus, a complete characterization of the materials had to be conducted at each stage of the process. From a mechanical point of view, the effect of heat treatment and more generally the effect of the multi-step forming process itself on the mechanical properties and constitutive laws of the alloys have been studied in detail. At the metallurgical level, the influence of the process on the microstructural characteristics of the alloys such as grain size, phases in presence and texture has been analyzed. These two parallel studies have allowed to understand completely and in details the impact of metallurgical modifications induced by the multistep process on the macroscopic mechanical behavior and final properties of the part.


identifier: Daoud, Monzer  (2016). On the characterization of Johnson-Cook constants : numerical and experimantal study of high speed machining aerospace alloys.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modèle de Johnson-Cook.

subject: Métaux Coupe Modèles mathématiques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Aluminium Alliages Usinage.

subject: Usinage à très grande vitesse.

subject: Contraintes résiduelles.

subject: Modèles thermomécaniques.

subject: Analyse thermique.

subject: usinage mécanique

subject: loi de comportement de Johnson-Cook

subject: MÉF

subject: identification

subject: méthode inverse

abstract:
The aerospace industry would eventually replace chemical machining by mechanical machining which is more accurate, more predictable and more ecological. In fact, the discharges in the case of chemical machining contain especially carbon dioxide and solvents that are difficult to degrade in groundwater. The mechanical machining also avoids an important quantity of hazardous substances and provides better chips recycling. However, the control of mechanical machined parts quality goes through the prediction and the optimization of the metal cutting processes. The most attractive computational tool to predict and optimize metal cutting processes is the finite element modeling (FEM). The success and the reliability of any FEM depend strongly on the constitutive laws which describe the thermo-mechanical behavior of the machined materials. The most commonly used one is that of Johnson and Cook (JC) which combines the effect of strains, strain rates, and temperatures. The determination of the material constants of JC under high strains, strain rates, and temperatures during machining conditions has long been a major challenge but a necessity for those who apply finite element modeling techniques in machining processes at the chip formation scale.

This study aims at treating this subject in order to better understand the effect of the JC constitutive law on the prediction of cutting parameters (cutting forces, residual stresses, etc.) for aluminum alloys. In addition, in order to meet the interests of aerospace industry, three aluminum alloys (Al2024-T3, Al6061-T6 and Al7075-T6) commonly used in aircraft applications have been selected.

This research work is divided into three consecutive steps.

Firstly, a new approach to identify the material constants of JC for metal cutting is proposed. The approach is based on the inverse method (orthogonal machining tests) and the response surface methodology which allows generating a large number of cutting conditions within fixed ranges of cutting speed, feed rate, and rake angle. Based on this approach, the sensitivity of the material constants of JC to the rake angle for the three alloys was analysed. It was found that, for these three alloys, one set of the material constants obtained from the proposed approach predicts more accurate values of flow stresses as compared to those reported in the literature. Moreover, a 2D FEM investigation of the orthogonal cutting also showed a good agreement between the predicted cutting parameters (cutting forces and chip thickness) and experimental ones when using the material constants obtained by the proposed approach.

Secondly, a specific focus was put on the influence of the rake angle on the material constants of JC and hence on the predicted cutting parameters (cutting forces, chip morphology, and tool-chip contact length). To achieve this goal, different sets of JC constants obtained at different rake angles (-8°, -5°, 0°, +5°, and +8°) were used in conjunction with a 2D finite element model to simulate the machining behavior of Al2024-T3 alloy. It was found that the material constants set obtained with 0° rake angle gives overall more accurate predictions of the cutting parameters as compared to other studied sets.

Finally, the last step of this study is devoted to the prediction of induced residual stresses within the machined workpiece (Al2024-T3) and the temperature of the cutting tool(uncoated carbide). Three sets of JC based on the results obtained from the previous step with rake angles of -8°, 0°, and +8° were considered. Two finite element models were used; a 2D thermo-mechanical simulation to simulate chip formation and a 3D pure thermal analysis to obtain the temperature distribution. The results show that a better prediction of the residual stresses is obtained with JC at 0° while the other sets of JC at -8° and +8° tend to overestimate or underestimate the measured residual stresses, respectively. As far as the temperature of the cutting tool is concerned, the average values of the predicted températures of the cutting tool for each studied set of JC was considered in order to evaluate the best prediction. Based on these average values, the effect of the three sets of JC was not significant since the difference between the measured temperatures and the predicted average ones are less than 5.5% with the three cutting conditions.


identifier: Vahedi, Hani  (2016). Modeling, development and control of multilevel converters for power system application.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Convertisseurs électriques Appareils et matériel Conception et construction.

subject: Redresseurs de courant électrique Appareils et matériel Conception et construction.

subject: Réseaux électriques (Circuits) Topologie.

subject: cascade de contrôle non-Linéaire

subject: converter multiniveau

subject: packed U-cell

subject: PUC5

subject: qualité de l'énergie

subject: conversion de l'énergie renouvelable

abstract:
The main goal of this project is to develop a multilevel converter topology to be useful in power system applications. Although many topologies are introduced rapidly using a bunch of switches and isolated dc sources, having a single-dc-source multilevel inverter is still a matter of controversy. In fact, each isolated dc source means a bulky transformer and a rectifier that have their own losses and costs forcing the industries to avoid entering in this topic conveniently. On the other hand, multilevel inverters topologies with single-dc-source require associated controllers to regulate the dc capacitors voltages in order to have multilevel voltage waveform at the output. Thus, a complex controller would not interest investors properly. Consequently, developing a single-dc-source multilevel inverter topology along with a light and reliable voltage control is still a challenging topic to replace the 2-level inverters in the market effectively.

The first effort in this project was devoted to the PUC7 inverter to design a simple and yet efficient controller. A new modelling is performed on the PUC7 inverter and it has been simplified to first order system. Afterwards, a nonlinear cascaded controller is designed and applied to regulate the capacitor voltage at 1/3 of the DC source amplitude and to generate 7 identical voltage levels at the output supplying different type of loads such as RL or rectifier harmonic ones.

In next work, the PUC5 topology is proposed as a remedy to the PUC7 that requires a complicated controller to operate properly. The capacitor voltage is regulated at half of dc source amplitude to generate 5 voltage levels at the output. Although the 7-level voltage waveform is replaced by a 5-level one in PUC5 topology, it is shown that the PUC5 needs a very simple and reliable voltage balancing technique due to having some redundant switching states. Moreover, a sensor-less voltage balancing technique is designed and implemented on the PUC5 inverter successfully to work in both stand-alone and gridconnected mode of operation.

Eventually, a modified configuration of the PUC5 topology is presented to work as a buck PFC rectifier. The internal performance of the rectifier is like a buck converter to generate stepped down DC voltages at the two output terminals while the grid sees a boost converter externally. As well, a decoupled voltage/current controller is designed and applied to balance the output voltages identically and synchronize the input current with grid voltage to have a PFC operation acceptably. A power balance analysis is done to show the load variation range limit.

All the theoretical and simulation studies are validated by experimental results completely.


identifier: Quintero Malpica, Alfonso  (2016). Caractérisaton des revêtements par projection thermique à haute vitesse obtenus à partir de différentes poudres de WC-10Co-4Cr pour des applications en aéronautique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Revêtements protecteurs.

subject: Avions Trains d'atterrissage.

subject: Métallurgie des poudres.

subject: Tungstène Alliages

subject: Cobalt Alliages.

subject: Chrome Alliages.

subject: Projection à la flamme.

subject: Contraintes résiduelles.

subject: Métallisation par projection.

subject: Aéronautique.

subject: alternative

subject: wc-10co-4cr

subject: thermique

subject: high

subject: velocity

subject: oxy-fuel

subject: poudres de WC-10Co-4Cr

subject: projection Thermique à Haute Vitesse

subject: système de projection thermique HVOF-JET KOTE III

abstract:
Les revêtements par projection thermique HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) sont communément utilisés dans l’industrie aéronautique, notamment au sein du partenaire industriel du projet (Tecnickrome Aeronautique Inc), comme des remplaçants pour les revêtements produits par l’électrodéposition du chrome dur due aux problèmes environnementaux. Ce projet avait pour but de trouver une poudre alternative à celle qui est actuellement utilisée pour la production des revêtements de type WC-10Co-4Cr obtenus avec la technologie de projection thermique à haute vitesse HVOF et en utilisant le système de projection HVOF-JET KOTE® III.

Dans un premier temps, cinq poudres incluant celle de référence, ayant des distributions granulométriques différentes, ont été projetées dans le but d’identifier quelles poudres pouvaient être utilisées avec le système de projection HVOF-JET KOTE® III en gardant des paramètres similaires (débit d’hydrogène, débit d’oxygène, débit de poudre et distance de projection) que pour la poudre de référence. Les revêtements obtenus à partir des poudres étudiées ont été évalués selon les critères d’acceptation des revêtements sollicités par les principaux manufacturiers des trains d’atterrissage. Les tests ont porté sur l’épaisseur, l’adhésion, la microstructure, la microdureté, les contraintes résiduelles et la rugosité. À partir des résultats obtenus, seulement deux poudres ont rencontré toutes les propriétés demandées par les spécifications aéronautiques.

L’influence de la variation de la distance de projection sur la qualité des revêtements a été étudiée. Cinq distances (100, 125, 150, 175 et 200 mm) ont été choisies pour faire la projection des deux poudres sélectionnées. Les revêtements obtenus ont montré de propriétés des revêtements similaires (épaisseur, adhésion, microstructure, microdureté, contraintes résiduelles et rugosité). Il a été trouvé que la distance de projection est un paramètre indirect du système de projection HVOF-JET KOTE® III et qu’autant la vitesse que la température des particules semblent mieux déterminer les propriétés du revêtement, en particulier, les niveaux de contraintes résiduelles finales dans les revêtements. Lorsque les revêtements sont produits à de courtes distances de projection, les particules arrivent avec plus grande vitesse et température ce qui résulte dans de plus grandes températures du substrat et plus grande énergie d’impact, résultant dans de plus grandes contraintes résiduelles de compression dans les revêtements.


identifier: Bajamgnigni Gbambie, Salam  (2016). Analyse des grilles de précipitation à haute résolution et des critères de calage pour la modélisation hydrologique au Québec.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Précipitations (Météorologie) Québec (Province) Données géospatiales.

subject: Modèles hydrologiques Québec (Province)

subject: Modèles hydrologiques Québec (Province) Saguenay-Lac Saint-Jean

subject: Bassin du.

subject: Modèles hydrologiques Simulation par ordinateur.

subject: Analyse spatiale (Statistique)

subject: Étalonnage.

subject: HSAMI

subject: précipitation sur grilles

subject: modélisation hydrologique

subject: critères de calage

abstract:
Le travail de recherche présenté dans ce mémoire concerne l’analyse de trois bases de données de précipitation à haute résolution sur grilles régulières couvrant la province de Québec. Il s’agit de la grille de Ressources Naturelles Canada (NRCan), de la grille du Ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec (MDDELCC), et de l’Analyse Canadienne de Précipitation (CaPA) produite par Environnement et Changements climatiques Canada. À ces trois grandes grilles s’ajoute la grille opérationnelle de Rio Tinto qui couvre la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Le travail de recherche vise à déterminer les différences spatiales et temporelles entre les bases de données de précipitation sur grilles et leurs implications pour la modélisation hydrologique, d’abord pour le Québec au complet et, ensuite, plus particulièrement sur le bassin versant du Lac-Saint-Jean. Trois critères de calage, soient le Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE), le Kling-Gupta Efficiency (KGE) et une combinaison de critères tels que le biais, la racine carrée de l’erreur quadratique moyenne (RMSE) et le NSE, sont évalués pour le calage du modèle hydrologique HSAMI sur les bassins versants du Québec.

Des indicateurs tels que les écarts relatifs, la corrélation, les rapports des variances, les précipitations cumulées, etc., sont utilisés pour déterminer les similitudes et les distinctions entre les grilles de précipitations. Le modèle global conceptuel HSAMI est utilisé pour réaliser les simulations sur 181 bassins versants au Québec, alors que le modèle conceptuel semi-distribué CEQUEAU est utilisé pour les simulations hydrologiques sur le bassin versant du Lac-Saint-Jean. Des calages du modèle HSAMI sont effectués avec chacun des trois critères mentionnés ci-dessus sur les 181 bassins versants.

Les résultats indiquent de fortes similitudes entre les grilles de précipitation dans le sud et des disparités dans le centre et le nord de la province de Québec. L'analyse des simulations hydrologiques indique que CaPA offre les meilleurs résultats, en particulier pour les bassins versants situés dans le centre et le nord de la province. MDDELCC offre les meilleures performances dans les bassins versants situés sur la rive sud du fleuve Saint-Laurent et se présente globalement comme la deuxième meilleure option. L’analyse des simulations avec le modèle CEQUEAU sur le bassin versant du Lac-Saint-Jean conduit aux mêmes conclusions. La comparaison des débits simulés pour les différents critères de calage révèle que le critère KGE permet d’obtenir des variances des débits simulés plus proches de celles des débits observées.


identifier: Akbari Hamed, Ardalan  (2017). Predictive numerical modeling of the behavior of rockfill dams.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Barrages en enrochement

subject: Modèles mathématiques.

subject: Mécanique des sols Modèles mathématiques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Analyse numérique.

subject: constitutive

subject: essai

subject: modèle

subject: oedomètre

subject: sol

subject: traxial

abstract:
Choosing an appropriate soil constitutive model is one of the most important elements of a successful finite element or finite difference analysis of soil behavior. There are several soil constitutive models; however, none of them can reproduce all aspects of real soil behavior. In this research, various constitutive soil models have been studied through triaxial and oedometer tests. Two finite element software applications, namely, Plaxis and Zsoil, were used for numerical analysis. Subsequently, the numerical simulation values were compared with experimental test results to determine which of these constitutive soil models obtained the closest results to the experimental data.

The main focus of the study is the comparison between the measured data from monitoring instruments and the numerical analysis results of the Dam-X. Dam-X is an asphaltic core rockfill dam constructed on a River in the North Shore region of Québec. The rockfill dam behavior was analyzed numerically using finite element programs for different stages of construction and after impoundment. The measured data from monitoring and numerical analysis results represent the appropriate response of the Dam-X. The aim of this study is to evaluate the performance of numerical solutions by considering various constitutive soil models, namely, the Duncan–Chang, MC, and HS models. Comparisons were conducted to determine which of these constitutive soil models obtained the closest results to the measurements.


identifier: Fallahdoust, Sahel  (2016). Optimization approaches applied to animation setup transfer for visual effects.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Animation squelettale.
Modélisation tridimensionnelle.
Migration (Informatique).
Modèles mathématiques.
Parallélisme (Informatique)
Animation par ordinateur Industrie.
reciblage
infographie
animation par squelette

abstract:
In today’s animation and visual effects (VFX) industry, time is precious. Making a 3D character ready for animation, and by ready we mean preparing the skeletons and skin weights, is a very time-consuming task. Thus speeding up this iterative creation process will be useful. This thesis is part of a broader project done in the Multimedia Laboratory at École de technologie supérieure (ÉTS) in collaboration with an industrial partner, Autodesk, and also with contributions of a postdoctoral fellow, two PhD students, and a professional’s master student. The main goal of this project is to transfer the already-done artist’s work to other 3D characters. This process is done through a pipeline consisting of a geometric correspondence computation, skeleton transfer, and weight transfer. Within the broader project, this dissertation makes specific contributions to the analysis of underlying mathematical models and to enhance and optimize the skeleton retargeting.

To transfer the animation setup, first a geometric correspondence based on a set of markers is computed between the source mesh and target mesh. It should be mentioned here that the whole process of skeleton retargeting and skin weights transferring does not rely on a specific geometric correspondence method. Each joint can be extracted as a blended combination of its weighted vertices. The weighted vertices of each joint are a set of vertices, which are affected by the transformation of the joint. The computed vertex-to-point correspondence is used to position the source joint within the target mesh, in a way that reproduces the spatial relationship found between the source joint and its weighted vertices. In this dissertation, two different approaches are developed for locating the joints within the target mesh. One approach is done by solving an energy minimization problem, and the other one is done using generalized Procrustes analysis. The skeleton retargeting results achieved using these two approaches are proposed and compared, mostly in the matter of speed and simplicity. Furthermore, the rotation and orientation of each joint need to be retargeted as well. The orientation is copied from the source joints’ orientation directly. Transferring the rotation is done by finding the rotation alignment between the point cloud of the joint’s weighted vertices on the source and their corresponding locations on the target. A pose normalization procedure is designed to make sure that the joints in the source and target share the same limb orientation. To improve the skeleton quality, the options for aligning the spine and mirroring the joint positions to take advantage of symmetrical mesh’s features, are also developed. At last, the skin weights are transferred from the source mesh to the target mesh.

The approaches are tested on a diversity of source and target characters with a vast range of mesh topology and morphology in both inverse and forward kinematics animations. This method allows for reusing existing animation setup and reducing the manual interventions.


identifier: Carioli, Johan  (2016). Optimisation de la géométrie d'un dispositif de micrograpillage énergétique intra-auriculaire.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Prothèses auditives Alimentation en énergie.

subject: Énergie Conversion.

subject: Énergie mécanique.

subject: Mâchoires Mouvements.

subject: Articulation temporo-mandibulaire Mouvements.

subject: Conduit auditif externe Mouvements.

subject: Flexion (Mécanique)

subject: Biocapteurs à polymères piézoélectriques.

subject: Bouchons d'oreille Modèles mathématiques.

subject: auriculaire

subject: dispositif

subject: énergétique

subject: intra

subject: micrograpillage

subject: protecteurs auditifs

subject: matériaux piézoélectriques

subject: modélisation analytique

subject: déformations du conduit auditif

abstract: Les dispositifs intra-auriculaires, tels les appareils auditifs, les écouteurs intra-auriculaires bluetooth et les dispositifs connectés dit wearables, nécessitent une source d’énergie électrique pour fonctionner ; actuellement, ce sont les batteries qui remplissent ce rôle non sans inconvénient. Plusieurs centaines de millions d’utilisateurs, principalement des personnes âgées, doivent changer les batteries de leurs prothèses auditives de façon hebdomadaire. Ceci a un coût économique et un impact environnemental négatif non négligeable. Une solution alternative consiste à convertir une partie de l’énergie biomécanique du corps humain en énergie électrique. Il a été mis en évidence que le conduit intra-auriculaire se déformait sous l’action des mouvements de la mâchoire et que cette déformation était convertible en énergie électrique. Ce qui permet d’envisager de concevoir un dispositif de conversion d’énergie qui s’insère au sein de l’appareil intra-auriculaire que l’on souhaite alimenter en énergie électrique. C’est alors la déformation du conduit auditif qui est utilisée comme source d’énergie pour les prothèses auditives par exemple. Cependant, comme les mouvements du conduit auditif sont mal compris, il est difficile de concevoir un système de micrograpillage énergétique adapté aux déformations du conduit auditif. En effet, la compréhension insuffisante des déformations du conduit auditif pendant la fermeture de la mâchoire ne permet pas de réaliser des simulations par éléments finis précises et rendant compte de la réalité expérimentale. Cependant, la déformation du conduit auditif peut être décomposée en plusieurs modes de déformation comme la torsion, la flexion ou la compression radiale. L’enjeu de ce travail de maîtrise en sciences appliquées est de mettre en évidence le mode de déformation qui maximise l’énergie électrique convertible à partir des mouvements du conduit auditif et de concevoir un dispositif capable de convertir l’énergie provenant de ce mode de déformation. Nous présentons une méthode alternative aux investigations utilisant les simulations par éléments finis, basée sur des considérations analytiques, permettant de comprendre le comportement mécanique du conduit auditif causé par le mouvement fermeture de la mâchoire. Les nuages de points du conduit auditif en position ”bouche ouverte” et ”bouche fermée” ont été utilisés pour quantifier ces énergies de flexion et de compression. Ce modèle est utilisé pour sélectionner un mode de déformation adapté à la conversion d’énergie mécanique des déformations du conduit auditif en énergie électrique. Nous illustrons la pertinence de ce modèle en l’appliquant à 12 sujets humains pour lesquels l’énergie de flexion et de compression développée par les mouvements du conduit auditif est quantifiée. Pour réaliser la conversion d’énergie mécanique en énergie électrique, des éléments piézoélectriques sont utilisés. Nous nous intéressons ici à la façon de convertir l’énergie de flexion du conduit auditif en énergie électrique. Nous présentons un prototype de conversion d’énergie composé d’un film mince de piezo-polymère fixé à un bouchon d’oreille sur mesure. Le comportement mécanique de ce prototype est modélisé et les prédictions provenant de cette modélisation sont alors comparées aux résultats expérimentaux. L’énergie de flexion développée par les mouvements du conduit auditif de l’oreille humaine a été évaluée comme étant en moyenne trois fois plus élevée que l’énergie de compression radiale. La modélisation du dispositif permettant de convertir l’énergie de flexion en énergie électrique a permis de prédire la tension en circuit ouvert générée par les mouvements du conduit auditif. Elle est évaluée à 4.1V. Les expérimentations ont confirmé cette modélisation avec une tension de 4.5V mesurée. De plus, nous montrons, qu’il est possible de convertir seulement l’énergie de flexion développée par les mouvements du conduit auditif lors de la fermeture de la mâchoire. Cette approche fournit un outil pour concevoir des dispositifs de micrograpillage intra-auriculaire adapté aux déformations du conduit auditif. À l’avenir, un dispositif de conversion d’énergie tel qu’il a été présenté pourrait être utilisé pour alimenter de l’énergie pour les appareils intra-auriculaires en énergie électrique. La modélisation développée peut être utilisée pour concevoir des capteurs de déformation du conduit auditif, ou toutes sortes de dispositifs de conversion d’énergie curvilignes fabriqués à partir de polymère piézoélectrique à couche mince. Les résultats obtenus pourront être pris en compte pour la conception des futurs dispositifs de micrograpillage intra-auriculaire. Enfin, un tel dispositif de conversion d’énergie a le potentiel de révolutionner le marché des prothèses auditives en complétant ou en remplaçant la technologie de batterie.


identifier: Li, Wenchao  (2016). Identification des paramètres modaux de systèmes mécaniques non stationnaires : application à un robot flexible de meulage.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Meulage Automatisation.

subject: Robots industriels Vibrations.

subject: Robots industriels Simulation par ordinateur.

subject: Analyse modale (Ingénierie)

subject: Turbines hydrauliques Entretien et réparations.

subject: broutage

subject: flexible

subject: modal

subject: non

subject: paramètre

subject: robot

subject: SCOMPI

subject: stationnaire

subject: meulage robot

subject: analyse modale opérationnelle

subject: modèle autorégressif

subject: fonction de base

subject: SSI

subject: SSI-DATA

abstract:
Cette thèse fait partie d’un projet de recherche lancé par l’ÉTS et Hydro-Québec sur la dynamique d’un robot portable flexible nommé SCOMPI permettant de réparer les turbines hydrauliques sur le site d’opération. L’objectif principal de ce projet de recherche est d’améliorer la qualité du procédé de meulage robotisé de SCOMPI, qui est influencée surtout par le broutage et les vibrations pendant le procédé. Pour y remédier, l’IREQ a mené des recherches sur le phénomène du broutage et la modélisation du procédé. Leurs recherches montrent que le phénomène du broutage est dépendant entre autres, des paramètres modaux du robot. Du coup, identifier les paramètres modaux du robot est primordial pour l’avancement de leur recherche.

Le travail présenté dans le cadre de cette thèse porte principalement sur l’identification des paramètres modaux d’un robot flexible en opération, en se basant sur l’analyse modale opérationnelle de systèmes non stationnaires.

Deux méthodes d’identification sont étudiées dans cette thèse : le modèle AFS-VTAR (Adaptable Functional Series Vector Time-dependent Autoregressive) et le modèle SSIDATA à court terme (Data-Driven Stochastic Subspace Identification). Ce sont actuellement les principales méthodes d’identification appliquées aux systèmes mécaniques non stationnaires. L’inconvénient majeur de ces méthodes est que les résultats identifiés comprennent à la fois les paramètres modaux recherchés et d’autres parasites. En fait, le nombre de méthodes pour discerner les paramètres modaux de ceux parasites reste encore limité. L’originalité de cette thèse réside dans le développement de deux nouveaux indices pour les méthodes AFS-VTAR et SSI-DATA afin de discerner le vrai du faux.

L’efficacité des indices proposés a été validée à travers des signaux de simulations numériques et des données expérimentales issues de mesures sur un robot flexible en opération. Des recommandations pour des recherches futures sont proposées à la fin.


identifier: Salles Kurusu, Rafael  (2016). Polymer blending as a surface modification technique to alter the wettability of hydrophobic electrospun mats.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Alliages de polymères.
Traitement de surface Technique.
Électrofilature.
Surfaces hydrophobes.
Mouillabilité.
Chimie des surfaces.
mélanges de polymères
électrofilage
modification de surface

abstract: In this thesis, blending as a surface modification technique to change the wettability of hydrophobic electrospun mats was investigated. In the first step, SEBS, chosen as the hydrophobic matrix was blended with amphiphilic PEO-PPO-PEO copolymer. The results showed that hydrophilization was achieved with 15 wt% of PEO-PPO-PEO in the SEBS/PEO-PPO-PEO mats with great surface segregation. But although hydrophilic, this composition presented nonuniform surface coverage and wettability. A microscopic analysis revealed that the composition with 20 wt% of PEO-PPO-PEO presented a peculiar rough interconnected grain-like morphology on the surface of the films and fibers that contributed to more homogeneous surface properties. In the next step, three different types of commercially available PEO-PPO-PEO copolymers with different molecular weight and PEO content were used to hydrophilize SEBS. Segregation to the surface increased in the blends of SEBS with smaller PEO-PPO-PEO molecules with higher proportion of hydrophobic PPO blocks. Hydrophilization was achieved with as little as 5 wt% of PEOPPO-PEO and complete surface saturation was also observed at higher PEO-PPO-PEO contents. Blends with liquid PEO-PPO-PEO presented leaching when in contact with water. High-speed imaging and wicking measurements were performed to distinguish between different hydrophilic mats, and the results showed that the spreading time and wicking rate varied greatly according to the level of segregation and the type of PEO-PPO-PEO used in the blends. The last part of this thesis is a comparison of blending hydrophobic polymers with either hydrophilic PEO or amphiphilic PEO-PPO-PEO polymers to achieve hydrophilization. The results showed that the presence of low surface energy PPO blocks greatly increased the segregation of PEO-PPO-PEO. Blends with pure PEO presented surface depletion and hydrophilization was not achieved in the range of compositions tested (0-20 wt%). Surprisingly, the segregation of PEO-PPO-PEO continued over weeks at room temperature. Theoretical results showed that the equilibrium morphology for the SEBS/PPO system corresponds to a complete wetting layer of PPO over SEBS, which supports the experimental results of complete coverage for some of the SEBS/PEO-PPO-PEO blends and also the aging results that showed a continued segregation to form a PPO layer. The ability of the matrix to allow PEO-PPO-PEO movement over time was also analyzed by comparing the segregation of this copolymer inside SEBS and pure PS. The former presented major segregation due to a higher fraction of free volume at room temperature while the latter practically presented no segregation over time.


identifier: Fareh, Fouad  (2016). Caractérisation des mélanges développés pour le moulage basse pression des poudres métalliques (LPIM).  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Métaux Moulage par injection.

subject: Pièces moulées Conception et construction.

subject: Poudres métalliques Mélange.

subject: Liants Mélange.

subject: Rhéologie.

subject: Alliages réfractaires Traitement thermique.

subject: Alliages réfractaires Viscosité.

subject: Alliages réfractaires Propriétés mécaniques.

subject: ségrégation

subject: superalliage

subject: moulabilité

abstract: Le moulage par injection basse pression des poudres métalliques est une technique de fabrication qui permet de fabriquer des pièces possédant la complexité des pièces coulées mais avec les propriétés mécaniques des pièces corroyées. Cependant, l’optimisation des étapes de déliantage et de frittage a été jusqu’à maintenant effectuée à l’aide de mélange pour lesquels la moulabilité optimale n’a pas encore été démontrée. Ainsi, la compréhension des propriétés rhéologiques et de la ségrégation des mélanges est très limitée et cela présente le point faible du processus de LPIM. L’objectif de ce projet de recherche était de caractériser l’influence des liants sur le comportement rhéologique des mélanges en mesurant la viscosité et la ségrégation des mélanges faible viscosité utilisés dans le procédé LPIM. Afin d’atteindre cet objectif, des essais rhéologiques et thermogravimétriques ont été conduits sur 12 mélanges. Ces mélanges ont été préparés à base de poudre d’Inconel 718 de forme sphérique (chargement solide constant à 60%) et de cires, d’agents surfactants ou épaississants. Les essais rhéologiques ont été utilisés entre autre pour calculer l’indice d’injectabilité αSTV des mélanges, tandis que les essais thermogravimétriques ont permis d’évaluer précisément la ségrégation des poudres dans les mélanges. Il a été démontré que les trois (3) mélanges contenant de la cire de paraffine et de l’acide stéarique présentent des indices αSTV plus élevés qui sont avantageux pour le moulage par injection des poudres métalliques (MIM), mais ségrégent beaucoup trop pour que la pièce fabriquée produise de bonnes caractéristiques mécaniques. À l’opposé, le mélange contenant de la cire de paraffine et de l’éthylène-vinyle acétate ainsi que le mélange contenant seulement de la cire de carnauba ségrégent peu voire pas du tout, mais possèdent de très faibles indices αSTV : ils sont donc difficilement injectables. Le meilleur compromis semble donc être les mélanges contenant de la cire (de paraffine, d’abeille et de carnauba) et de faible teneur en acide stéarique et en éthylène-vinyle acétate. Par ailleurs, les lois physiques préexistantes ont permis de confirmer les résultats des essais rhéologiques et thermogravimétriques, mais aussi de mettre en évidence l'influence de la ségrégation sur les propriétés rhéologiques des mélanges. Ces essais ont aussi montré l’effet de constituants de liant et du temps passé à l'état fondu sur l'intensité de la ségrégation dans les mélanges. Les mélanges contenants de l’acide stéarique ségrégent rapidement. La caractérisation des mélanges développés pour le moulage basse pression des poudres métalliques doit être obtenue à l'aide d’une méthode de courte durée pour éviter la ségrégation et de mesurer précisément l'aptitude à l'écoulement de ces mélanges.