identifier: Benyoussef, Maryem  (2014). Élaboration d'une méthodologie de conception des systèmes embarqués basée sur la transformation du modèle fonctionnel de haut niveau vers le prototype virtuel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes enfouis (Informatique) Conception.

subject: Ordinateurs Architecture.

subject: Logiciels Modèles de conception.

subject: AADL (Informatique)

subject: prototype

subject: virtuel

subject: ingénierie basée sur des modèles

subject: SystemC

subject: transformation

subject: prototypage virtuel

subject: exploration architecturale

abstract:
La croissance rapide des progrès technologiques combinée aux demandes exigeantes de l’industrie entraîne une augmentation de la complexité des systèmes embarqués. Cette complexité impose plusieurs contraintes et critères à respecter pour produire des systèmes compétitifs et robustes. Aussi, les méthodologies de conception ont grandement évolué au cours des dernières années pour encadrer le développement de ces systèmes complexes et assurer leur conformité aux requis initiaux.

C’est ainsi que de nouvelles approches basées sur des modèles sont apparues, pour pallier à ces difficultés et maîtriser le niveau de complexité. Mais souvent ces approches basées sur des modèles traitent les aspects fonctionnels et logiciels du système sans prendre en considération les aspects d’exécution sur de réelles plateformes matérielles.

Les travaux développés dans le cadre de ce projet de recherche visent à mettre en oeuvre une nouvelle méthodologie de conception des systèmes embarqués. Cette méthodologie permet d’établir un lien entre le niveau fonctionnel des modèles et la plateforme d’exécution matérielle de l’application en question. L’approche développée est basée sur l’utilisation du langage de modélisation AADL pour décrire le comportement logiciel du système embarqué à un haut niveau d’abstraction. Ensuite, une chaîne de transformation automatique convertit le modèle AADL vers un modèle SystemC. Finalement, l’environnement Space Studio est utilisé pour construire un prototype virtuel de la plateforme. Cet environnement permet l’exécution des aspects fonctionnels du système sur des ressources matérielles. Les performances du système peuvent ainsi être validées et raffinées en se basant sur une exploration architecturale de la plateforme matérielle.

Une application d’imagerie a été exploitée en tant qu’étude de cas pour expérimenter ce flot. Il s’agit d’une application de décodage vidéo MJPEG (Motion JPEG). Durant l’expérimentation, un modèle AADL de l’application MJPEG a été développé décrivant son comportement fonctionnel. Ensuite, la chaîne de transformation utilisée traduit automatiquement le modèle AADL en un modèle SystemC. Le modèle SystemC a servi comme élément de base représentant l’aspect logiciel dans l’environnement de prototypage virtuel et de conception conjointe Space Studio. L’outil Space Studio s’est montré utile en permettant la création rapide d’un prototype de plateforme matérielle d’exécution, le partitionnement des fonctions logicielles sur des ressources matérielles et la validation et raffinement des performances du système. Les résultats d’expérimentation obtenus furent concluants. La vitesse d’exécution a été visiblement augmentée et le temps pris pour achever la simulation du système a été réduit de 81.86%. En ce qui concerne le taux d’occupation du processeur quant à lui a considérablement diminué, ce qui pourra ainsi diminuer le taux de puissance consommée par les ressources matérielles. Ainsi le traitement de données par unité de temps s’est amélioré 12 fois de plus après le raffinement porté sur l’assignement des fonctions logicielles sur la plateforme matérielle.

Dans le cadre de ce projet, un article scientifique a été publié (Benyoussef et al., Février 2014) à la conférence ERTS 2014 (Embedded Real Time Software and Systems). Ce travail présente le contexte et la problématique liée aux méthodologies basées sur des modèles, la nouvelle approche de modélisation développée ainsi qu’une preuve de concept avec une application de décodage MJPEG.


identifier: Motamedi, Mohammadreza  (2015). The use of muti-modal haptic feedback to convey various aspects of touch sensitivity.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Interfaces haptiques Conception et construction.

subject: Toucher.

subject: Transducteurs.

subject: Mécanorécepteurs.

subject: Proprioception.

subject: Bras artificiel.

subject: Prothèses Conception et fabrication.

subject: Robotique en médecine.

subject: rétroaction tactile

subject: sens du toucher

subject: actuateur par câble

subject: modalités statique et dynamique

subject: extéroception

abstract:
Despite much progress in the development of prosthetic limbs, the lack of touch sensitivity remains a significant problem: prosthetic limbs still do not provide any tactile feedback to users, requiring continuous visual attention from the user during task accomplishment. This thesis examines how haptic technology, based on exteroceptive feedback from the motion of the prosthesis, can be used to remedy this situation. We hypothesize that a portable haptic device can complete the communicational loop between the prosthetic limb and the user, by stimulating the mechanoreceptors in the skin of an unimpaired part of the user’s body.

We began our research by investigating the relative effectiveness of three types of haptic feedback - normal stress, tangential force, and vibrotactile stimulation - in order to determine which type of haptic feedback performs best under static conditions. Results indicated that normal stress stimulation is the most effective under static conditions; it is therefore the best of the three options at conveying a sense of pressure to the user, such as the grasping force applied by the prosthetic limb during object manipulation. Based on this result, we developed a novel wearable haptic device that provides the user with knowledge of a normal force, by applying pressure at three different locations on the user’s body. We then investigated how the simultaneous application of two different types of haptic feedback impacts human sensory perception, how vibrotactile stimulation can be used to convey a sense of texture, and how the amount of training that the human subjects receive affects their ability to successfully use the haptic system. Finally, our haptic device was integrated within a robotic system and we verified its effectiveness for use during pressure and texture recognition tasks.

Ultimately, our work contributes new knowledge about the relative effectiveness of different types of haptic feedback under static and dynamic modalities, so that haptic systems may be optimized for use under the conditions demanded by industrial and biomedical applications.


identifier: Melki, Oussama  (2015). Surveillance et détection des défauts de roulement des machines tournant à basses vitesses.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Machines tournantes Paliers et coussinets.

subject: Machines tournantes Défauts.

subject: Détection de défaut (Ingénierie)

subject: Traitement du signal Techniques numériques.

subject: basse

subject: vitesse

subject: défauts de roulement

subject: compression du signal

subject: Peak Hold Down Sampling(PHDS)

subject: Minimum Entropy Deconvolution (MED)

subject: système de surveillance en ligne.

abstract:
Les machines tournant à basses vitesses peuvent être considérées comme des éléments essentiels dans la chaîne de production. Elles sont généralement de grandes tailles avec de hautes inerties de rotation. Les roulements dans ces machines subissent des charges lourdes et des conditions de travail sévères. Un arrêt non planifié pour cause de bris d’un de ces roulements peut causer un temps d'arrêt et des coûts de remplacement énormes, ce qui peut conduire à une perte de production massive. À basses vitesses, les défauts de roulements sont généralement noyés dans le bruit. Les superviseurs ont donc tendance lors de la surveillance des machines tournant à basses vitesses, à surveiller l'état général de la machine plutôt que de rechercher les fréquences spécifiques des défauts. Cela rend le diagnostic difficile pour la détection précoce de défauts de roulements.

Le présent mémoire s'intègre dans le cadre du programme Mitacs d’une maitrise en génie mécanique, en collaboration avec la compagnie Betavib Inc. et entamée à l’été 2013. L’objectif de recherche est de concevoir un système de surveillance permanente dédié aux machines à basses vitesses. Ce travail présente une étude critique des différents systèmes de surveillance permanents existants et des outils de diagnostics de défauts de roulements. Cette étude a permis de mettre en place l’architecture générale d’un système de surveillance adapté pour les machines tournant à basses vitesses. On y retrouve l'instrumentation et les technologies à utiliser soit les capteurs et les instrumentations nécessaires à l'application, les protocoles de communication et les différentes plateformes de développement. Ces derniers seront détaillés dans les annexes de ce document. Une méthode a été aussi étudiée pour une détection précoce des roulements. On retrouve dans le deuxième chapitre de ce document les détails théoriques et la démarche suivie pour pouvoir effectuer une détection précoce des défauts de roulements. Cette méthode a été validée avec des signaux simulés, des signaux réels provenant du banc de roulement de l’ETS et des signaux réels provenant d’une usine.


identifier: Filion, Alexandre  (2015). Étalonnage de robots industriels à l'aide d'un système portable de photogrammétrie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Robots industriels Étalonnage.

subject: Robots industriels Modèles mathématiques.

subject: Photogrammétrie Instruments.

subject: laser

subject: poursuite

subject: robots sériels

subject: manipulateurs

subject: indices d’observabilité

abstract:
Le présent travail a pour objectif de valider la pertinence de l’utilisation d’un appareil de photogrammétrie portable dans le domaine de l’étalonnage de robots industriels. L’appareil à l’étude est le système MaxSHOT 3D de Creaform. L’étalonnage est un procédé permettant l’identification d’un modèle géométrique ou non géométrique. Celui-ci permet d’améliorer le contrôle d’un robot afin d’augmenter sa précision de positionnement. Ce mémoire présente le processus d’étalonnage non géométrique d’un robot de petite taille, le LR Mate 200iC de la compagnie FANUC. À des fins de comparaison, la procédure d’étalonnage est adaptée pour considérer un deuxième appareil de mesures 3D, soit le Laser Tracker ION de la compagnie FARO. Ce dernier est aussi utilisé pour construire une banque de validation d’environ 1000 configurations.

Les efforts sont d’abord dirigés vers la modélisation du robot à l’étude. Des modèles cinématiques direct et inverse sont présentés respectant le standard de Denavit-Hartenberg modifié (DHM). L’algorithme de Newton-Euler est utilisé pour ajouter une considération non géométrique qui estime les articulations telles des ressorts de torsion.

Dans un volet subséquent, l’appareil de photogrammétrie portable et le laser de poursuite sont présentés. Les fonctionnements de ces deux systèmes diamétralement opposés à plusieurs niveaux sont comparés. En effet, le système de photogrammétrie portable est abordable (environ 27 000 $ CA), simple d’utilisation et permet l’observation d’une scène. Par contre, il nécessite que les objets à mesurer soient immobiles, requiert un grand nombre de manipulations et n’est pas autonome. En contrepartie, le laser de poursuite permet de mesurer des trajectoires en continu et permet l’automatisation du processus d’acquisition. Néanmoins, l’appareil est très dispendieux (100 000 $ CA et plus), ne permet la mesure que d’un seul point à la fois et est sensible aux conditions de l’environnement (température, vibrations, courants d’air, etc.). En prenant compte des contraintes des deux appareils, un algorithme générant des configurations partiellement aléatoires est utilisé pour préparer un bassin de 1000 configurations du robot. L’algorithme s’assure que l’orientation de l’effecteur permet l’acquisition de données par les deux appareils de mesure pour chaque configuration proposée. Dans la phase suivante, une sélection par indice d’observabilité est utilisée afin de déterminer les meilleures configurations à utiliser pour l’identification des paramètres du robot. Le nombre de configurations sélectionnées est de 34, laissant les 966 autres configurations disponibles pour la phase de validation.

Le dernier volet du mémoire présente la procédure d’identification de paramètres du robot par la méthode des moindres carrés. Les modèles identifiés sont présentés et leurs performances sont validées. Lorsque les données acquises à partir du MaxSHOT 3D sont utilisées, la précision de positionnement obtenue est de 0.469 mm, tandis qu’elle est de 0.365 mm en utilisant les données du Laser Tracker ION. Néanmoins, comme les mesures utilisées en validation sont issues du laser de poursuite, un biais favorise ce dernier. Pour cette raison et la proximité qui existe entre la précision obtenue avec les deux appareils, il est conclu que relativement à la précision absolue, les deux appareils sont similaires. Il est toutefois suggéré de prendre en compte toutes les autres caractéristiques de chaque appareil, car leur intégration possède des défis bien différents.


identifier: Aizel, Lies  (2015). Variabilité temporelle de la qualité organoleptique de l'eau potable issue du fleuve Saint-Laurent : contribution du manganèse et du COT.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Eau Épuration Québec (Province) Montréal.

subject: Eau potable Analyse sensorielle.

subject: Eau Épuration Élimination du manganèse.

subject: Eau Teneur en carbone.

subject: Eau Épuration Biofiltration.

subject: Précipitation (Chimie)

subject: Solubilisation.

subject: COT

subject: complexation

subject: précipitation

subject: bio-filtration

abstract:
Le suivi de la qualité organoleptique de l’eau de Montréal produite à la station Charles-J. Des Baillets prélevée en amont du réseau de distribution, a montré que, selon ses paramètres physicochimiques analysés, l’eau potable produite passe par deux phases thermodynamiques successives pour atteindre son équilibre calco-carbonique. Lors de la première phase de turbulence d’environ deux jours, ou phase de «complexation/précipitation», la couleur, la turbidité, le pH et l’alcalinité augmentent rapidement avec le potentiel redox (POR), alors que les teneurs des minéraux de l’eau qui réagissent avec le carbone organique total (COT) par complexation et précipitation diminuent. Dans la deuxième phase ou phase de «solubilisation/stabilisation», avec la baisse du POR, la majeure partie des composants de l’eau complexés se dissolvent alors que, 8,6 % organiques et 1,5 % minérale du complexe plus stables précipitent.

Différentes teneurs en Mn dissous (50, 100, 200 et 400 μg/L) ont été ajoutées à l’eau sous étude, simulées en tant que pollutions. La complexation et la précipitation du métal avec le COT a été relativement rapide au cours de la phase de turbulence, suivie d'une phase de stabilisation, partiellement réversible menant à un état d'équilibre au cours des jours qui suivent. Les pourcentages en Mn complexé avec le COD et minéraux de l’eau après deux jours sont respectivement de 65 %, 58 %, 31 % et 26 % pour les ajouts de Mn de 50, 100, 200 et 400 μg/L.

La présence du Mn dans l’eau amplifie le phénomène de la perturbation organoleptique. Le Mn ajouté se corrèle avec le phénomène de «complexation/précipitation». La corrélation du métal est d’autant plus forte que sa teneur initiale et son temps de séjour sont importants dans l’eau. Au cours de la phase de stabilisation, une augmentation des teneurs dissoutes en Mn a été observée au fur et à mesure que le POR diminue.

Afin d’anticiper le phénomène de «complexation/précipitation» qui se produit dans l’eau potable après sa chloration, la réduction de l’excès en Mn (<0,05 μg/L) conjointement au COT (<0,5 mg/L) avant de l’acheminer à la station de traitement se révèle comme une étape subséquente avant sa désinfection finale.


identifier: Lequoy, Pauline  (2015). Revêtements bioactifs à base de chondroitine sulfate et de facteurs de croissance pour applications vasculaires.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Composés bioactifs Synthèse.

subject: Endoprothèses Biocompatibilité.

subject: Dermatane-sulfate.

subject: Facteur de croissance épidermique.

subject: Protéines immobilisées.

subject: Apoptose.

subject: Cellules Adhésivité Aspect moléculaire.

subject: Biomatériaux.

subject: anévrisme de l’aorte abdominale

subject: endoprothèse couverte

subject: revêtement bioactif

subject: immobilisation de facteur de croissance

abstract:
Malgré des avancées technologiques indéniables, l'efficacité des implants biomédicaux est encore limitée par les biomatériaux synthétiques qui les composent, notamment en raison de leur incapacité à générer une réponse biologique adéquate. En particulier, la guérison tissulaire autour des implants vasculaires reste problématique. Une étude de la littérature a montré que dans le cas des endoprothèses couvertes (tuyaux polymériques utilisés pour la réparation endovasculaire des anévrismes de l’aorte abdominale), le manque de guérison observé s’explique non seulement par l’inertie des biomatériaux utilisés mais aussi par le fait que l'implant est inséré dans un vaisseau malade favorisant la mort des cellules par apoptose et présentant une déplétion cellulaire marquée.
L'hypothèse à la base de ce projet est qu'un revêtement bioactif pourrait améliorer la guérison et la colonisation de l’implant par les cellules vasculaires et ainsi favoriser l’attachement de l’implant dans le vaisseau malade afin de prévenir les complications à long terme. Dans ce contexte, deux molécules anti-apoptotiques ont été sélectionnées pour développer le revêtement, la chondroitine sulfate (CS), un glycosaminoglycane de la matrice extracellulaire, et le facteur de croissance de l'épiderme (EGF) qui possède également un rôle important dans la guérison tissulaire. L'un des défis de ce projet est de préserver la bioactivité de ces molécules lors de leur immobilisation dans un revêtement.

Pour établir une preuve de concept, nous avons démontré qu'un revêtement CS+EGF obtenu par greffage covalent permet d'améliorer significativement la survie des cellules vasculaires humaines (cellules musculaires lisses, CMLV, et fibroblastes) sur les matériaux réalistes (PET, ePTFE). Après avoir transféré ce revêtement sur des implants commerciaux en ePTFE, des tests in vivo ont démontré une amélioration de la guérison grâce au revêtement bioactif, cependant la guérison n'a pas été totale dans la cavité anévrismale.

Pour améliorer la bioactivité du revêtement, un système de capture orienté basé sur la complémentarité de deux peptides (superhélices 'coiled-coil') a été utilisé pour immobiliser l'EGF sur CS. Cette immobilisation orientée a permis une meilleure efficacité de capture, ainsi qu'une augmentation marquée de la survie des CMLV par rapport au greffage covalent aléatoire utilisé précédemment. De plus, les travaux réalisés ont permis l'avancement de la compréhension des propriétés antiadhésives sélectives de CS par comparaison avec le dextrane carboxyméthylé.

Enfin, nous avons démontré que la polyvalence du système de capture orienté pour facteurs de croissance permet la co-immobilisation de deux facteurs de croissance, EGF et VEGF (facteur de croissance de l'endothélium vasculaire), et ce à des ratios variables. Les densités surfaciques ont été optimisées par simple changement de concentration lors de l'incubation. Des études cellulaires avec une gamme de ratios EGF/VEGF ont révélé un effet synergique des deux facteurs de croissance sur la survie des CMLV et des cellules endothéliales.

Les travaux menés ont permis de développer des revêtements bioactifs anti-apoptotiques qui améliorent la survie des cellules vasculaires et constituent une avancée vers la création d'endoprothèses bioactives. Il apparait également que la plateforme d'immobilisation coiledcoil présente un grand potentiel pour la construction de surfaces bioactives complexes et la compréhension du rôle de différents facteurs de croissance dans les comportements cellulaires.


identifier: Gensac, Lucas  (2015). Modélisation et optimisation d'un système énergétique mixte pour le chauffage et la climatisation d'un bâtiment institutionnel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Résidences d'étudiants Alimentation en énergie.

subject: Énergie Systèmes hybrides.

subject: Résidences d'étudiants Chauffage et ventilation.

subject: Résidences d'étudiants Climatisation.

subject: Résidences d'étudiants Alimentation en énergie Modèles mathématiques.

subject: Résidences d'étudiants Économies d'énergie.

subject: TRNSYS

subject: efficacité énergétique

abstract:
Le système de chauffage, climatisation et chauffage de l’eau domestique de la phase 3 des résidences universitaires de l’ÉTS est composé de plusieurs éléments différents qui échangent de la chaleur avec un fluide caloporteur afin de la redistribuer à l’air et l’eau des résidences. Parmi ces éléments, le système récupère la chaleur rejetée par les machines frigorifiques du marché d’alimentation Métro situé au rez-de-chaussée des résidences, par souci d’efficacité énergétique. Le système comprend également un champ géothermique qui permet de réchauffer le fluide en hiver et le refroidir en été. Cette chaleur est distribuée aux résidences par le biais de thermopompes et d’échangeurs de chaleur. Différents capteurs de débit et de température sont également placés à des points stratégiques dans le but d’effectuer le monitoring du système.

L’objectif de ce mémoire est de modéliser le système actuel sur le logiciel de simulation TRNSYS après avoir analysé son comportement grâce aux données recueillies par les capteurs. Une fois cette modélisation réalisée, des modifications ont été suggérées et simulées afin d’évaluer leur impact sur l’efficacité énergétique du système. La modélisation montre qu’il est en effet possible d’améliorer l’efficacité en ne modifiant que les séquences de contrôle du système, ce qui peut permettre une économie d’énergie sans investissement.


identifier: Facchinello, Yann  (2015). Tiges monolithiques aux propriétés variables pour la stabilisation de la colonne vertébrale : fabrication et étude biomécanique.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Implants rachidiens Conception et fabrication.

subject: Implants rachidiens Propriétés mécaniques.

subject: Alliages à mémoire de forme.

subject: Alliages nickel-titane Traitement thermomécanique.

subject: Recuit des métaux.

subject: Biomécanique.

subject: Arthrodèse.

subject: Colonne vertébrale Chirurgie.

subject: fusion vertébrale

subject: tige aux propriétés mécaniques variables

subject: étude biomécanique

abstract:
Les tiges utilisées en chirurgie pour l’arthrodèse vertébrale sont rigides pour immobiliser le segment instrumenté et favoriser la fusion osseuse. La rigidité de ces tiges métalliques, ancrées à la colonne vertébrale via des vis pédiculaires, engendre des concentrations de contraintes aux segments adjacents à l’instrumentation qui peuvent provoquer la dégénérescence de ces segments. Récemment, des systèmes de stabilisation dynamiques, plus souples, ont été proposés pour prévenir l’apparition de ces problèmes. Ces systèmes sont cependant mécaniquement complexes et volumineux ce qui implique des bris mécaniques possibles ou des problèmes de recouvrement tissulaire. Également, ces implants ne procurent pas toujours la stabilité nécessaire à la fusion osseuse. L’objectif de ce projet est le développement d’un nouveau type d’implant aux propriétés mécaniques variables pour la stabilisation de la colonne vertébrale. Ces nouveaux implants devraient combiner une grande rigidité la où la stabilité est importante et une certaine souplesse aux extrémités pour réduire les contraintes aux segments adjacents. Les travaux ont été divisés en trois sujets présentés dans trois articles scientifiques.

Dans un premier temps, la technologie de fabrication de tiges aux propriétés variables a été développée. Le matériau choisi est un alliage à mémoire de forme Ti-Ni. Les propriétés mécaniques de ce matériau sont fortement dépendantes du traitement thermomécanique subi lors de la mise en forme. La technique du chauffage par effet Joule a été choisie pour modifier localement les propriétés mécaniques des tiges. Il a été démontré que cette technique permet de modifier localement les propriétés mécaniques d’un fil de deux millimètres de diamètre en quelques minutes de chauffages seulement. Entre la zone chauffée et la zone non recuite, un gradient de propriétés mécanique a été observé. Il a également été constaté lors d’essais de fatigue que les échantillons aux propriétés variables ne présentaient pas une durée de vie inférieure aux fils homogènes.

Par la suite, cette technologie de chauffage localisé a été appliquée avec succès à des tiges de taille similaire aux implants commerciaux (Ø5,5 mm). Afin d’optimiser les paramètres de chauffage (courant, durée) ainsi que le profil de propriétés mécaniques résultant de ce chauffage, un modèle numérique a été développé. Après validation, ce modèle permet de simuler l’impact du chauffage local sur les propriétés mécaniques du matériau. Le modèle d’une tige variable pourrait alors facilement être implanté dans un modèle de colonne vertébrale afin d’optimiser le profil de rigidité.

Afin de caractériser les capacités de stabilisation des tiges aux propriétés variables, des tests biomécaniques in vitro ont été réalisés sur spécimens lombaires porcins. Lors de ces tests, les tiges à rigidité variables ont été comparées aux tiges conventionnelles en titane et aux tiges entièrement superélastiques. L’effet de l’utilisation de crochets transverses à la place des vis en fin d’instrumentation a également été évalué. L’utilisation de tiges variables couplées à des crochets transverses créée une zone de transition entre le segment stabilisé et le segment intact qui réduit les contraintes sur le segment adjacent. Les tiges variables ont également l’avantage de réduire les efforts appliqués sur les crochets, ce qui protège les processus transverses osseux.

Contributions scientifiques

Ce projet apporte un certain nombre de contributions dans les domaines de la science des matériaux et biomédicale qui peuvent être résumées comme suit :

• la technique de fabrication des tiges aux propriétés variables a été développée et validée. Les recuits locaux par effet Joule permettent une fabrication simple et rapide de ces tiges;

• un modèle numérique permettant de simuler l’effet d’un chauffage local sur les propriétés mécaniques hétérogènes d’une tige a été développé et validé;

• une méthodologie expérimentale a été élaborée pour les tests biomécaniques. Cette méthode permet l’évaluation simultanée des rotations intervertébrales, des forces sur les ancrages, des pressions intradiscales ainsi que de la rigidité des spécimens;

• les résultats expérimentaux obtenus lors de l’étude in-vitro peuvent servir au développement et à la validation d’un modèle numérique de colonne instrumentée.


identifier: Buns, Thibaut  (2015). Préformage de pièces composites 3D par couture "one-sided" et renforcement par touffetage.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Composites à fibres de carbone.

subject: Composites Moulage par injection Conception et construction.

subject: Composites à fibres de carbone Propriétés mécaniques Essais.

subject: Composites à fibres de carbone Conception et construction coût.

subject: aéronautique

subject: renfort

subject: préformage

subject: couture

subject: One-Sided Stitching

subject: OSS

subject: touffetage

subject: raidisseur en T

subject: arrachement du voile

subject: viabilité économique

abstract:
Dans le but de réduire les temps de mise en oeuvre des matériaux composites à renforts fibreux secs, une étude du préformage par couture « One-Sided Stitching® » (OSS®) est réalisée. Dans le cadre du projet CRIAQ COMP-501, l’efficacité du préformage par couture OSS® est évaluée sur la réalisation d’un panneau structurel raidi. L’utilisation du procédé d’imprégnation VARI vise à réaliser des pièces « near-net-shape ». Au sein de ce projet recommandé par l’industrie aéronautique, la couture a été étudiée sur des plaques planes. L’orientation ainsi que les paramètres de couture ont été évalués. Les résultats de ces essais ont permis de sélectionner les paramètres optimaux à la couture de raidisseur en « T » en vue de la réalisation du panneau raidi. Dans une seconde phase, les performances mécaniques à l’arrachement et la flexion trois-points de cinq configurations de couture ont permis l’évaluation du positionnement optimal de la couture sur des raidisseurs en « T ». Le choix d’un motif préférentiel de couture a donné lieu à des tests de flambage avec et sans endommagement afin de valider la sélection du patron de couture pour le panneau démonstrateur. Durant la seconde phase, la nouille est identifiée comme une zone de concentration de contraintes, soit le point faible du raidisseur en « T ». Les travaux de ce mémoire proposent une évaluation du renforcement par touffetage de la zone faible au moyen d’essais d’arrachement du voile pour divers patrons d’insertion de fil de renfort.

Les essais d’arrachement démontrent des performances encourageantes pour le renforcement par touffetage. Des gains de performances significatifs permettent de conclure quant à l’efficacité du procédé lorsque le renfort est habilement inséré. Lors de la seconde phase du projet, ce même type d’essai sur un renforcement par couture OSS® n’avait pas permis de conclure concernant l’amélioration des performances interlaminaires. En revanche, l’étape d’imprégnation des préformes par VARI a démontré l’intérêt d’utiliser la couture pour le préformage du fait du gain de temps et de la facilité de mise en oeuvre qu’elle présente. Une étude comparative des coûts qu’engendre le préformage par couture OSS® par rapport au préformage à la main permet de conclure sur la viabilité économique du procédé. La conclusion indique que le préformage par couture OSS® semble intéressant pour la fabrication de pièces composites à renforts fibreux secs à partir d’un certain niveau de complexité. Des gains de qualité sont également pressentis.

La production de préformes assemblées par couture OSS® et renforcées par touffetage est également introduite dans le but de la pérenniser et de l’automatiser en vue de l’adapter à une échelle industrielle.


identifier: Guillon, Laura  (2015). Comparaison des performances énergétiques de deux murs solaires aérauliques en condition réelle de fonctionnement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Capteurs solaires Expériences.

subject: Aéraulique.

subject: Laboratoires Chauffage et ventilation Québec (Province) Montréal

subject: Région de.

subject: Capteurs solaires Facteurs climatiques Méthodes statistiques.

subject: Capteurs solaires Aspect économique.

subject: opaque

subject: transparent

subject: TTC

subject: UTC

subject: collecteurs solaires perforés

subject: étude expérimentale

subject: analyse statistique

subject: étude du vent

abstract:
Dans le contexte de lutte contre les changements climatiques, les technologies solaires thermiques ont un avenir prometteur notamment puisqu’elles contribuent à diminuer la consommation énergétique d’un bâtiment. Les collecteurs solaires perforés sont généralement utilisés pour préchauffer l’air extérieur destiné au chauffage des espaces ou à des procédés industriels. Il existe plusieurs types de collecteurs solaires perforés au sein desquels les mécanismes de transferts thermiques s’effectuent différemment.

L’objectif principal de cette étude est de comparer les performances de deux collecteurs solaires perforés : l’un ayant une plaque perforée opaque (UTC) et l’autre une plaque perforée transparente (TTC). Un montage expérimental situé sur un bâtiment de la région de Montréal a permis d’étudier ces collecteurs en conditions réelles de fonctionnement, soumis à des conditions météorologiques variées durant une période d’une année.

La comparaison des performances des deux collecteurs étudiés démontre que, malgré leur différence, ils offrent des rendements thermiques semblables. Ce rendement varie en fonction des conditions météorologiques et du débit d’aspiration fixé, et se situe généralement entre 43 et 54%, sur une base mensuelle.

Une étude statistique basée sur les données expérimentales obtenues a permis d’analyser l’influence du débit, du rayonnement solaire et du vent sur les performances des deux collecteurs. Les résultats confirment que le débit et le rayonnement solaire influencent les rendements des deux collecteurs. La vitesse du vent a aussi une influence, en particulier sur l’UTC dont l’absorbeur est directement soumis aux conditions météorologiques. Pour les deux collecteurs, la direction du vent n’apparait pas comme étant un paramètre important.

Finalement, une étude spécifique visant à étudier la répartition des températures dans les plénums des collecteurs montre que pour des débits élevés, l’aspiration de l’air extérieur ne se fait pas de façon uniforme entrainant ainsi une stagnation de l’air chaud dans le bas des collecteurs. Les performances des collecteurs ne sont donc pas optimales pour d’importants débits d’aspiration.

Finalement, d’un point de vue économique, en raison du faible coût de l’énergie au Québec, l’installation de ces collecteurs solaires ne permet pas des retours sur investissement dans une durée raisonnable.


identifier: Lapointe-Rioux, Maude  (2015). Conception d'un outil d'aide à la décision en phytoremédiation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes d'aide à la décision Conception.

subject: Sols Décontamination Québec (Province)

subject: Décontamination biologique.

subject: Sols Décontamination Planification Modèles mathématiques.

subject: Sols Décontamination Coût Modèles mathématiques.

subject: outil d’aide à la décision

subject: sites contaminés

subject: phytoremédiation

subject: estimation du temps

subject: planification des coûts

abstract:
Au Québec, les sites contaminés doivent être réhabilités en vertu de la Loi sur la qualité de l’environnement (LQE). Parmi les technologies de décontamination, la phytoremédiation consiste en l’utilisation des plantes pour dégrader, retirer ou stabiliser les contaminants du sol. Cette méthode, relativement nouvelle, est complexe car elle implique de nombreux paramètres en interrelation. Pour cette raison, il est difficile d’en évaluer le potentiel et donc, des erreurs sont souvent commises. De plus, différentes parties prenantes sont impliquées dans le processus de décision, ce qui le rend ardu. Ainsi, cette étude propose la conception d’un outil d’aide à la décision suivant deux aspects : (1) l’estimation du temps de phytoremédiation requis pour atteindre un critère générique donné et (2) la facilitation vers la planification des coûts.

La méthodologie orientée-objet a permis de catégoriser l’information sous forme de fiches techniques, lesquelles facilitent la compréhension du problème. Pour une première version de l’outil, les critères de conception se résument aux conditions du Québec (législation, climat, etc.) et à la phytoextraction du cadmium par le cultivar de saule Salix purpurea ‘Fish Creek’.

Un algorithme a été élaboré pour l’estimation du temps à partir d’une équation mathématique de base et de deux coefficients d’affectation relatifs au pH du sol et aux degrés-jours de croissance. Une étude de cas, réalisée avec les données du site de Valcartier, a permis d’observer qu’en moyenne, l’outil estime des temps légèrement supérieurs au temps réel. Il n’a toutefois pas été possible de tirer une véritable conclusion à cet effet étant donné le nombre trop restreint d’échantillons. Néanmoins, une analyse de sensibilité a permis de prendre connaissance des paramètres les plus influents sur le temps de phytoremédiation.

En ce qui concerne l’aspect économique, deux paramètres d’affectation ont fait l’objet de cette recherche, soit le pH du sol et le type de substrat. Un sommaire des coûts a été présenté incluant ces paramètres afin de servir d’exemple type pour la planification des coûts d’un projet de phytoremédiation.

L’outil a été développé pour un seul cas spécifique, mais des mesures concrètes ont été prises pour faciliter les améliorations futures. L’objectif principal a été atteint dans la mesure où l’outil aide le processus de décision en illustrant le contexte de la phytoremédiation, en informant l’utilisateur et en pointant les données importantes à recueillir. Au-delà des attentes, l’outil consiste également en un support à la formation et une aide à la communication pour les différentes parties prenantes.


identifier: Imokrane, Abdel-Malek  (2015). Intégration des commandes de statisme aux sources d'énergies renouvelables décentralisées.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Répartition des charges Modèles mathématiques.

subject: Énergie Systèmes hybrides.

subject: Convertisseurs électriques.

subject: Capteurs solaires.

subject: Piles électriques.

subject: Énergies renouvelables.

subject: charge

subject: état

subject: micro réseau

subject: statisme

subject: panneaux solaires

subject: batteries

subject: convertisseur de puissance

subject: Matlab/Simulink

abstract:
Ce mémoire met en oeuvre l’application de commande de statisme de la tension et du SOC (état de charge) afin de contrôler le partage de puissance entre des panneaux solaires et des batteries, en vue d’alimenter des charges. Dans un premier temps, nous réaliserons l’étude du statisme de la tension et observerons son fonctionnement à l’aide d’une modélisation et une simulation sur Matlab/Simulink. Ensuite, nous aborderons le statisme du SOC ainsi que la modélisation et la simulation des sources d’énergies renouvelables en vue de leurs intégrations dans un micro réseau. Enfin, une attention est portée sur le rôle du réseau électrique principal lorsque celui-ci est connecté au micro réseau.

Le but de cette recherche est de réaliser un micro réseau électrique fonctionnel qui permettra de partager équitablement la puissance de chaque source selon sa capacité maximal. Cette recherche met en place les techniques les plus récentes de commande appliquées aux sources d’énergies renouvelables en effectuant des simulations différentes et en faisant évoluer la puissance des charges sur le réseau. Les commandes de statisme permettent d’adapter la puissance produite en fonction de la puissance de la charge en particulier lorsqu’elle évolue, en observant l’évolution de la tension sur le réseau.


identifier: Ghafarizadeh, Seyedbehzad  (2015). Experimental investigation and modeling of surface machining of high performance CFRP for the aerospace industry.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Matières plastiques renforcées avec des fibres de carbone Usinage.

subject: Fraisage.

subject: Traitement de surface.

subject: Coupe.

subject: Rugosité.

subject: Stratifiés.

subject: Matières plastiques renforcées avec des fibres de carbone Usinage Modèles mathématiques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Aéronautique Appareils et matériel Industrie.

subject: angle

subject: force

subject: température

subject: usinage de surface

subject: composites à fibres de carbone

subject: CFRP

subject: rugosité de surface

subject: modélisation par éléments finis

abstract:
Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) have been widely used in many aircraft structures due to their light weight, high specific strength, good resistance to fatigue/corrosion and flexibility in design. Although CFRP components are produced to near-net shape, machining is often needed to remove excess materials and bring the parts to the final size and shape. However, their machining still is a big challenge due to their inherent anisotropy and inhomogeneity, which are the source of several types of damage, such as delamination, fibers pullout, and fiber-fragmentation. In order to improve machining quality and decrease the damages, a better understanding of their machining is required. Surface milling is one of the most practical processes for finishing operations but very few studies have been dedicated to its use for composite components. Thus, the purpose of this study is to use numerical and experimental methods to minimize the machining problems of CFRP materials and to gain a better understanding of CFRP surface milling process.

First, the effects of different cutting conditions such as cutting speed, feed rate, and lead angle on cutting forces and surface quality were studied and the optimum cutting condition was determined. The experimental results showed that the best surface quality was achieved by using lower cutting feed rate, moderate cutting speeds, and zero degree tool lead angle. In the second part, the effects of cutting conditions and fiber orientation on cutting temperature were investigated. It was found that the cutting temperature increases linearly with the cutting speed. The maximum and minimum cutting forces and temperatures were achieved for fiber orientations of 90 and 0 degrees, respectively.

Then, a finite element model was developed to predict cutting forces, chip formation mechanism and machining damages obtained during milling of unidirectional CFRP. The modeling results were validated by experimental data, including cutting forces and SEM images. A comparison of modeling and experimental results indicated that the proposed model is able to successfully predict the cutting forces and machining damages. The developed model showed that the machining damages, the chip formation, and the cutting force profile strongly depend on fiber orientation in CFRP milling process.


identifier: Fournier, Sébastien  (2015). Évaluation de l'utilisation de carburants oxygénés sur un moteur à injection directe avec l'utilisation des modes d'injection homogène et stratifiée.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Véhicules automobiles Moteurs Injection du carburant.

subject: Moteurs à explosion Carburants de remplacement.

subject: Essence oxygénée.

subject: Acétone.

subject: Butanol.

subject: Éthanol (Combustible)

subject: Écoulement stratifié.

subject: Véhicules automobiles Carburants Consommation Aspect de l'environnement.

subject: Polluants atmosphériques.

subject: moteur à allumage commandé

subject: injection directe

subject: carburants oxygénés

subject: émissions polluantes

subject: mode d’injection stratifiée

abstract:
L’introduction de l’injection directe dans les moteurs à allumage commandé permet une économie d’essence intéressante. De plus, cette technique jumelée à l’utilisation des carburants renouvelables permet une réduction de l’utilisation des carburants fossiles. Les carburants oxygénés les plus utilisés dans un moteur à allumage commandé sont l’éthanol et le butanol. Le butanol est plus intéressant dû à sa similitude avec l’essence, mais celui-ci est plus couteux à produire. Alors, l’utilisation d’un mélange d’acétone, de butanol et d’éthanol (ABE) peut être pertinente, car c’est le résultat de la fabrication du butanol par voie de fermentation. Dans ce contexte, ce mémoire aura pour mandat de caractériser l’effet de l’ajout d’acétone dans un mélange d’ABE mélangé à l’essence dans un moteur à injection directe sous les modes d’injection homogène et stratifiée.

Afin de répondre à ce mandat, une étude expérimentale a été réalisée sur un moteur à quatre cylindres à injection directe avec des mélanges d’éthanol, de butanol de BE et d’ABE. Le passage du mode d’injection homogène à stratifiée permet une réduction de la consommation spécifique de carburant de 5 % avec l’essence. L’ajout de carburants oxygénés a pour effet d’augmenter la consommation spécifique de carburant, par contre cette augmentation est plus faible en mode d’injection stratifiée. Une augmentation de la consommation a été néanmoins aperçue avec le mélange à 40 % d’ABE comparativement aux autres mélanges de carburants oxygénés.

Peu de changement dans les émissions de CO et d’HC a été observé pour le mode d’injection homogène. Ces émissions polluantes semblent plus sensibles au ratio air-carburant qu’au taux de carburants oxygénés. En mode d’injection stratifiée, autant le taux de carburants oxygénés que le ratio air-carburant influencent les émissions de CO et de NOX. L’ajout de carburants oxygénés a pour effet d’augmenter les émissions de CO et de diminuer les émissions de NOX. La diminution des NOX est attribuable à une température de flamme adiabatique plus faible, mais aussi à une diminution de la température initiale du mélange air-carburant lorsque le carburant est injecté dans le cylindre. Pour les émissions d’HC et de particules, l’ajout de forte concentration de carburants oxygénés a pour effet d’augmenter ces émissions. Les causes possibles de ces augmentations sont le résultat de la combustion de carburant liquide due à la présence de goutte dans le mélange air-carburant et d’un film de carburant sur la tête du piston lors de l’allumage. L’influence de l’acétone dans le mélange d’ABE n’affecte pas les résultats de polluants.


identifier: Ben Sik Ali, Ismail  (2015). Traitement du bruit impulsionnel dans des postes électriques pour les systèmes de communication sans fil.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Distorsion (Électricité) Prévention.

subject: Brouillage électromagnétique.

subject: Postes de réseau électrique.

subject: Radio Récepteurs et réception Conception et construction.

subject: Transmission sans fil.

subject: Électricité Distribution Haute tension.

subject: impulsionnel

subject: bruit électromagnétique

subject: postes haute tension

subject: systèmes multi-antennes

abstract:
Afin de déployer un réseau sans fil dans les postes électriques à haute tension, l’environnement électromagnétique doit être convenablement caractérisé. L’environnement des postes électriques est sujet à divers types de distorsions. Une partie significative de ces distorsions apparait sous forme de bruit impulsionnel. Ce bruit particulier n’a pas des caractéristiques Gaussiennes. Habituellement, les récepteurs conventionnels sont conçus pour fonctionner dans des environnements typiques où le bruit est supposé être un bruit blanc Gaussien. Appliquer ces récepteurs à l’environnement des postes électriques aboutit à des performances médiocres. Pour concevoir un système de communication fiable, des récepteurs plus adaptés à ces environnements particuliers doivent être considérés. De ce fait, des méthodes de traitement de bruit impulsionnel plus sophistiquées doivent être développées.

Dans ce mémoire, nous étudions et développons des méthodes de lutte contre le bruit impulsionnel. Cette étude est élaborée dans le contexte de systèmes de communication sans fil dans les postes électriques. Elle traite les systèmes à une antenne ainsi que les systèmes à antennes multiples à la réception. Les performances des différents récepteurs existants dans le contexte du bruit impulsionnel, ainsi que ceux que nous avons développés, sont évaluées. L’évaluation est élaborée en termes de taux d’erreurs binaires à travers des simulations numériques.


identifier: Méjane, Jérémy  (2015). Évaluation de l'impact combiné d'une tâche perceptivo-cognitive et de la fatigue musculaire sur la biomécanique du membre inférieur lors d'atterrissages.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Ligament croisé antérieur du genou Lésions et blessures Aspect psychologique.

subject: Cognition Tests.

subject: Activité motrice Tests.

subject: Saut (Sports)

subject: Ligament croisé antérieur du genou Lésions et blessures Prévention.

subject: Biomécanique.

subject: atterrissage

subject: biomécanique du genou

subject: blessure du LCA

subject: fatigue neuromusculaire

subject: suivi de cibles multiples (MOT)

subject: charge cognitive

subject: saut/atterrissage

abstract: Les membres inférieurs sont victimes de beaucoup de blessures sportives à la hanche, au genou et à la cheville. Une grave blessure qui survient souvent est la déchirure du ligament croisé antérieur (LCA). La majorité de celles-ci arrivent sans qu’il y ait de contact avec un joueur ou l’environnement, mais résulte d’un mauvais mouvement d’atterrissage ou de changement de direction. Beaucoup d’attention a été portée sur le renforcement musculaire pour retarder les effets de la fatigue dans le but de réduire le nombre de blessures. Cependant, le nombre de ces blessures reste élevé. Des études récentes se sont alors penchées sur un autre aspect pouvant impacter cette blessure et ont montré qu’il existerait un lien entre les facteurs cognitifs et les blessures du LCA. Dans notre étude, on cherche à montrer un lien direct entre la dégradation biomécanique et la charge cognitive. Pour ce faire, des données cinématiques ont été acquises provenant de dix-neuf participantes qui ont réalisé des essais de saut et d’atterrissage. La moitié des essais ont été exécutés pendant un suivi de cibles multiples virtuelles dans un volume en 3D, cherchant à simuler un chargement cognitif en situation de jeu. La fatigue a causé une diminution de la flexion du genou en position maximale (PM), et une augmentation de l’abduction et de la rotation du genou (PM). Par contre, aucun résultat significatif n’a été noté concernant l’effet du MOT pré-fatigue. Cependant, un groupe de huit participantes ont montré une augmentation de leur angle d’abduction du genou (PM) lorsque l’effet du MOT est combiné à celui de la fatigue. Sachant que l’abduction du genou est connue pour augmenter la tension sur le LCA, on peut supposer que le risque de rupture de celui-ci est augmenté pendant un atterrissage sur une jambe. D’autres études plus poussées permettraient de mieux comprendre le rôle que joue l’impact cognitif sur la biomécanique du membre inférieur et pour trouver un moyen d’identifier les personnes qui seraient plus à même de se blesser. L’entraînement sur une tâche perceptivo-cognitive telle que le MOT, ajoutés aux entraînements neuromusculaires, pourrait réduire les changements biomécaniques en situation de jeux et contribuer à réduire le risque de déchirure du LCA.


identifier: Laatil, Fares  (2015). Développement d'un échangeur de chaleur air-air pour le milieu serricole.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Échangeurs de chaleur Régions froides Conception et construction.

subject: Échangeurs de chaleur Modèles mathématiques.

subject: Dynamique des fluides numérique.

subject: Air Humidité Contrôle.

subject: Culture en serre.

subject: échangeur air-air

subject: simulation numérique

subject: user defined function (UDF)

subject: chaleur latente

abstract:
Dans le but de réduire le taux d’humidité dans une serre, tout en réduisant le coût du chauffage, les échangeurs de chaleur air-air sont utilisés. Les échangeurs destinés à la serriculture sont volumineux. L’objectif de ce travail qui est de concevoir un échangeur compact et résistant au givrage dans les milieux froids. Une étude bibliographique des différents échangeurs a permis de choisir la géométrie adéquate permettant le maximum d’échange et en réduisant les risques d’encrassement. L’échangeur de type à courant-croisé a été choisi.

Des simulations CFD avec Fluent de l’échangeur avec des dimensions variables ont étés réalisées, afin de déterminer leurs influences sur l’efficacité de l’échangeur. Étant donné que l’air chaud venant de la serre est humide, ce dernier entre en contact dans l’échangeur avec la paroi refroidie par l’air extérieur et une condensation se produit. Cette condensation est accompagnée par un dégagement de chaleur vers le fluide froid, d’où l’amélioration potentielle de l’efficacité de l’échangeur. Pour tenir compte de l’effet de la condensation dans l’équation d’énergie lors des simulations CFD, une fonction définie par l’utilisateur (UDF) a été ajoutée au logiciel Fluent. Cette UDF permet d’ajouter un terme source aux équations de conservation dans les cellules où la condensation se produit.

Les premières simulations CFD ont permis de déterminer l’influence des différentes dimensions de l’échangeur sur son efficacité. En combinant les résultats trouvés et le cahier de charge imposé pour que l’échangeur soit compact et résiste au givrage, les dimensions préliminaires ont été déterminées et un premier échangeur a été simulé numériquement. L’efficacité prédite de ce dernier est de 30%. Des simulations CFD ont permis de déterminer les pertes de pression et l’efficacité de l’échangeur pour différents espacement entre les plaques où l’air froid s’écoule. Selon les pertes de pression trouvées et le ventilateur d’alimentation choisi, les dimensions finales de l’échangeur ont été déterminées. L’efficacité du second échangeur conçu est de 40%, sans prendre en compte la condensation.

Lorsque la condensation est tenue en compte et pour le concept final de l’échangeur, des études sont réalisées sur la contribution de la chaleur latente au processus d’échange de chaleur total et sur la quantité d’eau condensée, en fonction de l’humidité de l’air chaud et de la température de l’air froid. D’après l’étude réalisée, pour une température d’air chaud égale à 293 K avec une humidité relative égale à 80%, et pour une température de l’air froid égale à 261 K, la contribution de la chaleur latente au processus d’échange de chaleur atteint 57 %. L’efficacité de l’échangeur passe de 40% à 64 %.


identifier: Demers, Sébastien  (2015). Développement d'un modèle analytique anisotrope non linéaire du disque intervertébral L5-S1.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Disques intervertébraux Propriétés mécaniques Modèles mathématiques.

subject: Contraintes (Mécanique)

subject: Anisotropie.

subject: Hernie discale Prévention.

subject: Biomécanique.

subject: disque intervertébral

subject: anneau fibreux

subject: hernie discale

subject: analyse de contraintes

subject: théorie des membranes

abstract:
La prévention des affections lombaires, particulièrement la hernie discale, nécessite une compréhension approfondie des mécanismes de déformation et de rupture du disque intervertébral. À ce jour, les moyens utilisés pour expliquer le comportement du disque soumis à divers chargements et dans différentes conditions de dégénérescence se limitent principalement aux études expérimentales et aux analyses par éléments finis. La caractérisation des tissus biologiques est difficile compte tenu des considérations éthiques entourant les sujets vivants et les spécimens cadavériques. L’échantillonnage est souvent limité, de sorte que les variations inter-individuelles prennent une importance considérable. Les simulations numériques sont intéressantes pour palier aux limitations expérimentales. La littérature montre que la méthode des éléments finis est la seule pour laquelle les scientifiques ont consacré beaucoup d’efforts de recherche. Ce manque de diversité des approches méthodologiques complique la triangulation des résultats des modèles biomécaniques.

Cette étude vise à développer un modèle analytique capable de prédire les contraintes en tout point de l’anneau fibreux d’un disque intervertébral sain en utilisant les théories des réservoirs sous pression et des matériaux composites. La modélisation est réalisée en trois phases.

Dans la première phase de la modélisation, l’aptitude de la théorie des membranes à représenter les multiples lamelles et les grandes déformations de l’anneau fibreux est étudiée, pour un chargement en compression uniaxiale. Cette étude présente une très bonne correspondance entre les contraintes du modèle analytique et celles d’un modèle simplifié d’analyse par éléments finis, ce qui justifie la poursuite des travaux dans cette direction.

Dans la deuxième phase, l’effet des fibres de Sharpey, qui ancrent les lamelles dans les plateaux vertébraux, est ajouté au modèle à l’aide de la théorie des poutres sur fondation élastique. L’ajout de cette caractéristique permet de prédire de façon réaliste la déformation générale de l’anneau fibreux, et un raffinement de la géométrie permet d’en améliorer la représentation.

L’anisotropie est incluse dans la troisième phase du modèle. Avec ce niveau de détails, le modèle démontre clairement le rôle de l’anisotropie dans la réduction des contraintes. Il prédit que la contrainte est maximale dans la lamelle la plus près du noyau pulpeux, et la distribution des contraintes dans l’anneau fibreux correspond bien aux résultats d’un modèle comparatif d’analyse par éléments finis.

Cette étude mène à conclure que l’approche analytique présente un potentiel intéressant pour la modélisation d’un disque intervertébral. À terme, il est attendu que ce modèle puisse aider à valider les résultats d’analyses par éléments finis de pointe. Les travaux futurs devraient s’investir à inclure les propriétés hyperélastiques des fibres de collagène. Ensuite, la courbure sagittale complexe prédite par le modèle d’éléments finis devrait être étudiée afin d’améliorer la représentation des changements de géométrie dans le modèle analytique. L’asymétrie de la géométrie, des propriétés des matériaux et des chargements devrait également être incluse, ainsi que l’effet des perturbations locales de la microstructure et la flexibilité des plateaux vertébraux. L’estimation de la pression de contact entre les lamelles devrait être revue lorsque des données expérimentales seront disponibles. Enfin, un critère de défaillance devrait être proposé pour prédire la rupture ou la délamination des lamelles.


identifier: Communier, David  (2015). Méthodologie de modélisation aérostructurelle d'une aile utilisant un logiciel de calcul aérodynamique et un logiciel de calcul par éléments finis.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Ailes Aérodynamique Modèles mathématiques.

subject: Avions Ailes Modèles mathématiques Logiciels.

subject: Portance.

subject: Modèles d'équations structurales.

subject: structure

subject: CATIA V5

subject: XFLR5

subject: modélisation

subject: automatisation

abstract: Lors de l’étude structurelle d’une aile d’avion, il est difficile de modéliser fidèlement les forces aérodynamiques subies par l’aile de l’avion. Pour faciliter l’analyse, on répartit la portance maximale théorique de l’aile sur son longeron principal ou sur ses nervures. La répartition utilisée implique que l’aile entière sera plus résistante que nécessaire et donc que la structure ne sera pas totalement optimisée. Pour pallier ce problème, il faudrait s’assurer d’appliquer une répartition aérodynamique de la portance sur la surface complète de l’aile. On serait donc en mesure d’obtenir une répartition des charges sur l’aile beaucoup plus fiable. Pour le réaliser, nous aurons besoin de coupler les résultats d’un logiciel calculant les charges aérodynamiques de l’aile avec les résultats d’un logiciel permettant sa conception et son analyse structurelle. Dans ce projet, le logiciel utilisé pour calculer les coefficients de pression sur l’aile est XFLR5 et le logiciel permettant la conception et l’analyse structurelle sera CATIA V5. Le logiciel XFLR5 permet une analyse rapide d’une aile en se basant sur l’analyse de ses profils. Ce logiciel calcule les performances des profils de la même manière que XFOIL et permet de choisir parmi trois méthodes de calcul pour obtenir les performances de l’aile : Lifting Line Theory (LLT), Vortex Lattice Method (VLM) et 3D Panels. Dans notre méthodologie, nous utilisons la méthode de calcul 3D Panels dont la validité a été testée en soufflerie pour confirmer les calculs sur XFLR5. En ce qui concerne la conception et l’analyse par des éléments finis de la structure, le logiciel CATIA V5 est couramment utilisé dans le domaine aérospatial. CATIA V5 permet une automatisation des étapes de conception de l’aile. Ainsi, dans ce mémoire, nous allons décrire la méthodologie permettant l’étude aérostructurelle d’une aile d’avion.


identifier: Poirier, Erik Andrew  (2015). Investigating the impact of building information modeling on collaboration in the architecture, engineering, construction and operations industry.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modélisation des données du bâtiment.

subject: Projets de construction Gestion.

subject: Construction Industrie Innovations.

subject: Architecture Pratique Innovations.

subject: Efficacité organisationnelle Évaluation.

subject: Modélisation des données du bâtiment Études de cas.

subject: collaboration

subject: innovation

subject: BIM

subject: AICO

subject: sciences de la conception

abstract:
The research work presented in this thesis investigates collaboration in the Architecture, Engineering, Construction and Operations (AECO) industry. More precisely, it investigates the characteristics of collaboration, their dynamics in the context of temporary and permanent organizations as well as the impact that the transition to innovative project delivery approaches, namely Building Information Modeling (BIM), is having on this collaboration. The research was practically motivated through our industrial partners’ desire to better understand the impact of BIM and other innovative project delivery approaches on project outcomes. The research was theoretically motivated by the lack of a clear definition of collaboration in the AECO industry and its seemingly amorphous nature. This scarcity of systematic and structured approaches to investigate collaboration and its outcomes in the literature confirmed this.

The research was therefore both exploratory and prescriptive in nature. Its principal aim was to develop an artifact that allows consistent development, management and assessment of innovation enabled collaboration. As such, the research project was conducted using a design science research design. The research process continuously iterated between the development and building of the artifact and its local evaluation in context. In parallel, the artifact was concurrently evaluated to ensure its relevance and maintain the rigor of its development. A critical realist perspective was adopted to frame the epistemic and ontological foundation of knowledge being developed and also contradistinguish the predominantly pragmatic perspective traditionally adopted in design science research. The development and building of the artifact followed a systematic combining methodology. Showing similarities with grounded theory, this particular methodology accepts the a priori framing of knowledge to inform the investigation. It recognizes also that the knowledge held within this frame will evolve as the project progresses and as new insight is gained into the phenomena Under investigation. Mixed-methods of data collection were conducted on two main research sites to inform and support the research project. The first site was that of a large institutional designbuild project located in Edmonton, Alberta. Data collection on this site started in February 2013 and is still being carried out. The data collected on this site allowed an in-depth investigation of collaboration within a temporary project organization having fully implemented BIM. The second site was that of a specialty mechanical contracting small enterprise located in Vancouver, British Columbia. Data collection on this site started in April 2012 and ended in April 2015. The data collected on this site allowed a breadth of investigation into collaboration from an organizational perspective. Data was collected on four other sites to support relevance checks of the artifact being developed.

The findings of the work are presented through the artifact, namely the constructs developed to characterize collaboration, a multi-layered model representing the relationships between the constructs and the method of operationalization of this model. The artifact serves to inform, manage and assess BIM-based collaboration in the context of this particular research work, though it could be extended to include other innovative project delivery approaches as future work. The artifact also evokes a substantive theory of collaboration in the AECO industry in the form of alignments amongst constructs developed in the model. Lastly, the artifact is operationalized to investigate the impact of BIM on collaboration in the AECO industry. The evolution of the different constructs and indicators, both measured and perceived, the alignments and misalignments uncovered as well as the outcomes of collaboration are evaluated through the artifact. Furthermore, the evolution of the constructs and the alignments uncovered through the artifact can serve as an indicator of performance within collaborative environments. Thus, the artifact developed in this research project solves the problem that was set out by the industrial partners. It also addresses the gap that was uncovered in the literature with respects to collaboration through innovation. Further work is required to fully evaluate the artifact, however, it is believed that the groundwork to move towards a more systematic and structured investigation into collaboration in the AECO industry has been laid.


identifier: Morin, Scott  (2016). Évaluation des performances mécaniques de raidisseurs en "T" carbone-époxy préformés à l'aide de la couture "one-sided".  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Composites à fibres de carbone Propriétés mécaniques.

subject: Résines époxydes.

subject: Composites à fibres de carbone Essais.

subject: Flexion (Mécanique)

subject: Flambage (Résistance des matériaux)

subject: Mécanique de l'endommagement.

subject: préformage

subject: raidisseur

subject: couture « One-Sided Stitching » (OSS)

subject: raidisseur en « T »

subject: arrachement du voile

subject: flexion trois-points

subject: instabilité

subject: tolérance à l’endommagement

abstract:
Afin de réduire le temps de cycle et la variabilité des pièces en composite, la couture « One-Sided Stitching®» est étudiée comme procédé pour assembler les tissus 2D. Dans le contexte industriel du projet de recherche COMP-501, le procédé de préformage et la transition des préformes en pièce composite par VARI doivent être démontrés sur un élément structurel typique soit un panneau raidi. L’influence de la couture sur les propriétés mécaniques a été étudiée à l’aide d’une approche évolutive typique au « building-block approach ». L’influence de la couture a d’abord été étudiée sur des plaques planes et les résultats ont servi à guider la sélection des paramètres de couture pour l’étude sur des raidisseurs en « T ». Pour la deuxième étape du projet, soit l’étude de la couture sur les raidisseurs en « T », les objectifs étaient de sélectionner un motif de couture préférentiel et d’évaluer l’influence de la couture sur les propriétés mécaniques. La position et l’orientation de la couture ont d’abord été évaluées à l’aide d’essais mécaniques d’arrachement et de flexion trois-points sur cinq motifs initiaux afin de sélectionner un motif préférentiel. Le comportement en flambage et la tolérance à l’endommagement ont ensuite été vérifiés pour un raidisseur assemblé avec ce motif. Le motif préférentiel a également été utilisé pour l’étape finale du projet soit la fabrication du panneau démonstrateur.

Les essais d’arrachement ont démontré qu’une couture située près de la nouille réduit considérablement la résistance du joint en créant des distorsions au niveau des textiles qui créent des concentrations de contrainte. Cependant, pour un cas de chargement asymétrique, un des motifs a démontré une légère augmentation de la résistance à l’arrachement. Il est supposé que l’augmentation de la rigidité en flexion des laminés du voile et de la semelle par la couture réduit l’effort sur la région de la nouille. Les essais de flexion trois-points ont démontré qu’une couture près de la nouille augmente la rigidité de l’élément en assurant une meilleure distribution du chargement entre le voile et la semelle. Les résultats des tests ci-haut mentionnés ont permis de sélectionner une couture éloignée de la nouille afin de limiter la création de distorsions et de réduire la résistance du raidisseur.

Le comportement d’un raidisseur chargé axialement et sa tolérance à l’endommagement ont également été vérifiés. La couture ne semble pas avoir une influence significative sur le mode de rupture ni les limites de l’élément. La couture, étant très locale, affecte peu le comportement global d’une structure.


identifier: Rancher, Alexandre  (2015). Évaluation de l'éco-efficience des processus de mise à niveau d'hélicoptères en tant qu'alternative à la fin de vie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hélicoptères Entretien et réparations.

subject: Produits commerciaux Cycle de vie Aspect de l'environnement.

subject: Logistique inverse.

subject: Écoconception.

subject: fin de vie

subject: remise à neuf

subject: mise à niveau

subject: éco-efficience

subject: vie utile

abstract:
Les méthodes classiques de production industrielle engendrent une pression importante sur les gisements de ressources naturelles et génèrent des contraintes liées à la gestion des produits en fin de vie. Les chaines logistiques inverses fermées sont reconnues comme étant des méthodes de production alternatives plus éco-efficientes, présentant d’importants bénéfices économiques et environnementaux à l’échelle du cycle de vie du produit. Ceci est accompli notamment via une réduction importante des coûts de production, des besoins en ressources nouvelles et en énergies, ainsi que de la proportion d’éléments en fin de vie destinée à l’enfouissement.

Les hélicoptères légers non pressurisés, de par leur conception modulaire et la dynamique particulière de leur opération, ont démontré une grande capacité à être partiellement ou totalement remis à neuf et mis à niveau. Ceci permet notamment d’étendre leur durée de vie, d’augmenter leurs performances et de moderniser leurs équipements, souvent pour une fraction du coût d’un nouvel appareil. Cependant, il existe peu d’information de nature environnementale permettant de conclure sur l’éco-efficience générale de ces processus.

L’étude a conduit à la mise en place d’une méthode de caractérisation systémique des processus rencontrés au cours de la vie utile d’un appareil. L’agencement subséquent de ces processus au cours du temps permet ensuite la construction de cycles d’exploitation, représentatifs de la vie utile d’un hélicoptère. La comparaison de leur éco-efficience respective est ensuite effectuée, selon divers critères liés aux designs des appareils et à leur type d’utilisation. Une étude de cas, basée sur un modèle d’affaire industriel de mise à niveau d’hélicoptère actuellement en opération, illustre finalement l’application de la méthode développée. Celle-ci se veut être un premier niveau d’évaluation du potentiel économique, technique et environnemental de la remise à neuf et de la mise à niveau d’un hélicoptère, en tant que voie de production alternative.

L’étude a montré qu’en comparaison avec le remplacement d’un hélicoptère par un neuf, sa mise à niveau est généralement une décision plus éco-efficiente. Des réductions importantes ont été observées pour la plupart des profils étudiés, soit jusqu’à 51 % de réduction pour les coûts d’acquisition de l’appareil, à hauteur de 77,5 % en termes de matières résiduelles destinées à l’enfouissement et jusqu’à 54 % de réduction de la consommation énergétique. La méthode développée se présente comme un outil d’évaluation à destination des constructeurs et opérateurs d’appareils. Celle-ci permet notamment de reprendre les considérations liées à l’écoconception orientée fin de vie, dans le but de mieux comprendre l’adaptabilité d’un design d’appareil donné à satisfaire aux exigences d’une logistique inverse optimisée.


identifier: Vachon, Étienne  (2015). Calibrage d'un système angiographique biplan pour la reconstruction 3D des artères pulmonaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Angiographie numérique Étalonnage.

subject: Artère pulmonaire Imagerie.

subject: Imagerie tridimensionnelle en médecine.

subject: Artère pulmonaire Malformations Chirurgie.

subject: calibrage biplan

subject: optimisation non linéaire

subject: reconstruction 3D

abstract: Les cardiopathies congénitales sont des malformations cardiaques présentes dès la naissance. Parmi les malformations couramment rencontrées, plusieurs touchent les artères pulmonaires. Pour valider un diagnostic et dans certains cas, procéder à des actions thérapeutiques, une intervention percutanée est généralement menée. Les cardiologues insèrent un cathéter qui est guidé vers la zone d’intervention au travers du système veineux et un agent de contraste est injecté, ce qui permet de visualiser les artères. Toutefois, une visualisation 2D comporte certaines limites et oblige les cardiologues à reconstruire une image mentale de la structure vasculaire, ce qui rend la tâche très dépendante de l’expérience du clinicien. Afin d’améliorer les conditions d’interventions, des techniques de reconstruction 3D sont développées. Toutefois, à notre connaissance aucun travail n’a été réalisé pour le cas particulier des artères pulmonaires, les travaux existants se concentrant sur les artères coronaires. L’une des problématiques associées à la reconstruction 3D est la nécessité d’avoir un système calibré. Dans le cas des artères coronaires, plusieurs travaux utilisent les bifurcations de l’arbre coronarien comme correspondances afin de calibrer le système. Toutefois, dans le cas des artères pulmonaires, il y a généralement pas ou peu de bifurcations identifiables. Dans ce mémoire, nous développons et évaluons une nouvelle technique utilisée afin de calibrer un système angiographique biplan à l’aide d’un guide marqué présent au sein des artères d’un patient. Cette méthode a l’avantage de permettre de calibrer le système lorsqu’il n’est pas possible d’identifier suffisamment de correspondances au sein même des structures vasculaires et ce en utilisant un instrument chirurgical faisant d’ores et déjà partie des protocoles opératoires. Toutefois, l’intervention d’un utilisateur est requis afin de saisir la position des marqueurs au sein des images. Les résultats obtenus par la méthode proposée, obtenus en simulation et sur des données cliniques réelles sont prometteurs. Il a été démontré en simulation qu’il est possible d’obtenir un calibrage permettant la reconstruction 3D du guide à une transformation géométrique près. De plus, une diminution notable de l’erreur de reprojection (RMS) de la reconstruction 3D du guide à moins de 0.5 mm de précision a été observée pour 3 des 4 cas réels étudiés.


identifier: Jarmouni, Fatiha  (2016). Développement d'un système de gestion de la qualité dans le milieu textile.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
assurance qualité
ISO 900x
TS 16949

abstract:
Le présent projet a pour but l’élaboration d’un système d’assurance de la qualité dans une PME adapté à un domaine spécifique : la filature. Ce domaine est peu documenté en matière de gestion et assurance de la qualité.

L’assurance qualité est un système qui peut-être complexe pour les PME, à cause : d’une part, de l’environnement d’évolution de ce type d’organisation qui est instable, d’autre part, du système managérial des PME. Dans un premier lieu, le projet étudie les processus de l’organisation, puis s’intéresse à l’élaboration d’un plan de déploiement qui assure l’adoption d’un système qualité du type Top-Down à partir du management de l’entreprise et des opérateurs sur les sites de production. Dans un deuxième temps, le projet démontre l’applicabilité des normes ISO 900x et TS 16949 pour répondre aux besoins spécifiques d’une PME dans le domaine de la filature. Ce travail est un besoin particulier en assurance qualité, qui est devenu une exigence à laquelle les entreprises manufacturières ou de services ont dû répondre suite aux demandes des clients, du marché ou demandes en interne afin d’assurer la stabilité de qualité de leurs produits.

La première étape consiste à analyser les postes de travail, ce qui représente le terrain de pratique pour comprendre comment la qualité des produits est perçue par les opérateurs. De plus, assurer une meilleure qualité, implique aussi le changement de la culture des personnes qui l’opèrent. Il importe donc de vérifier s’ils partagent la même vision que la haute direction et quels sont les éléments qui influencent leur performance.


identifier: Fortin, Marc-Antoine  (2015). Robustness techniques for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Récepteurs GPS.
Commande robuste.
Traitement du signal.
Satellites artificiels en navigation.
architecture
global
navigation
satellite
système GNSS
acquisition
poursuite
augmentation

abstract:
The world of satellite navigation has known a constant evolution for several years. At the turn of the century, its craze resulted in a multitude of automated applications being released in both the commercial and industrial markets. All this occurred in areas as diverse as agriculture, construction, security and transport of all kinds. Through integration with complementary technologies and ever smaller achieved accuracy thresholds,  eopositioning also managed to break through initially incompatible markets, such as hostile environments and confined spaces (e.g. in urban canyons, inside buildings, under the canopy, etc.). Indeed, recent technological and algorithmic advances can now mitigate or solve the traditional limitations of GPS, namely availability, integrity, accuracy and resistance to interference.

With so much variety and changes, a universal and flexible approach is best suited as a basic structure of a satellite navigation receiver. The work herein therefore focuses on universal architectures for such channels, through various hardware modules forming the receiver. Although indispensable, upstream radio frequency modules and downstream software in navigation receivers are beyond the scope of this thesis.

Following a comprehensive review of the specificities of each satellite signal, a list of their associated tracking techniques is classified. This information sets the stage for the architecture requirements of the targeted universal channels, which are broken up into three and divided into as many papers: 1) frequency domain acquisition, 2) match filter tracking and 3) solution augmentation with differential corrections. Various analyses and receiver configuration Tools enabling a flexible and efficient development platform are then presented, including the decoding of navigation messages, different approaches to compute the signal to noise ratio and the quantification level of the incoming signal.

Since the project is ambitious, validation is based on experimentation with real signals, thus avoiding the additional development of complex multifrequency simulators for different constellations. Impacts and benefits of this patent-rewarded research are considerable, especially with the exponential growth of the market for mobile and wearable electronics.

The thesis opens with a renewed old problem, namely the signal selection (rather than the satellite selection). It is revived by leveraging the universal channels to minimize the acquisition time with old signals, while maximizing the robustness of the solution by the gradual transition to modernized and new signals. In addition, this channel flexibility paves the way for cognitive and tactical receivers, enabling them to adapt to their environment or frequency conditions.


identifier: Thivierge, Sébastien  (2015). Renforcement de poutres de béton armé en cisaillement à l'aide de matériaux composites : étude comparative.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Poutres en béton armé Entretien et réparations.

subject: Béton renforcé de composites.

subject: Composites à fibres de carbone.

subject: Cisaillement (Mécanique)

subject: Béton armé Fissuration.

subject: préfissurée

subject: renforcement

subject: PRFC

abstract: Les recherches réalisées depuis les 23 dernières années sur le comportement en cisaillement des poutres de béton armé (BA) renforcées à l’aide de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) ont permis de déterminer certains paramètres d’influence qui régissent aujourd’hui les différentes normes internationales de calcul. À travers ces études, plusieurs systèmes de renforcement ont été testés et ont su démontrer que leur utilisation était bénéfique pour procurer un gain de résistance en cisaillement lors de la réhabilitation de structures déficientes. Dans cette recherche, une revue de la théorie ainsi qu’un volet expérimental comprenant un programme d’essai constitué de 7 poutres en T de grandeur nature préfissurées en cisaillement, renforcées à l’aide de différents systèmes, sont analysées pour comparer l’efficacité en terme de gain de résistance et de faisabilité de mise en œuvre des différents systèmes développés par l’industrie. Les différents systèmes de renfort analysés sont : (i) tissus de fibre de carbone collé en surface sur l’âme de la poutre (EB), (ii) tiges de PRFC insérées au travers de la section (ETS ‘’Embedded Through Section’’) et (iii) lamelle de PRFC en L collée sur l’âme de la poutre utilisant différentes longueurs d’ancrage (Sika Carboshear L). Afin de pouvoir comparer ces différentes techniques de renforcement, les poutres utilisées dans cette étude sont identiques et ont toutes subies un préchargement équivalent ayant causé un patron de fissuration de cisaillement similaire avant renforcement. Les données expérimentales recueillies suite au chargement statique jusqu’à rupture ont permis de quantifier le gain offert par les différentes méthodes de renforcement. Tous les spécimens de l’étude ont connu une rupture en cisaillement à l’exception d’un spécimen qui a rompu en flexion et a démontré une certaine ductilité suite au renforcement. En observant les déformations internes sur le renfort et l’acier d’armature, on peut affirmer que le renfort contribue à la reprise des efforts et permet de soulager les étriers et engendre ainsi un accroissement de la résistance en cisaillement. Bien que tous les systèmes aient démontré qu’ils pouvaient accroître la résistance en cisaillement, leur facilité de mise en place n’est pas pour autant équivalente. En évaluant les différentes étapes de préparation, en relevant les contraintes de dimensionnement et de mise en place et en identifiant les avantages et inconvénients, il est démontré que certains systèmes peuvent être mieux adaptés selon certains cas.


identifier: Vincent, Jean-Baptiste  (2015). Aile adaptable : design du système d'actionnement de l'aileron rigide, caractérisation des capteurs de pression et instrumentation pour des tests statiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Ailes Conception et construction.

subject: Actionneurs Conception et construction.

subject: Avions Ailerons.

subject: Essais en soufflerie aérodynamique.

subject: Capteurs de pression.

subject: Écoulement de transition.

subject: adaptatif

subject: statique

subject: structurel

subject: aile adaptable

subject: système d’acquisition

subject: test structurel

abstract:
Ce mémoire prend place dans le cadre du projet d’optimisation multidisciplinaire initié par le Consortium de Recherche et d’Innovation en Aérospatiale au Québec (CRIAQ). Ce projet consiste à développer un démonstrateur d’aile adaptable. Le principe d’aile adaptable présenté ici porte sur la variation de l’épaisseur du profil d’aile par la déformation de sa peau supérieure. Cette déformation entraîne un changement de position de la zone de transition entre l’écoulement laminaire et l’écoulement turbulent au-dessus de l’aile. La position de cette zone de transition entraîne des variations significatives sur les performances aérodynamiques de l’aile.

Les travaux présentés ici se concentrent sur le développement du système d’actionnement de l’aileron conventionnel de l’aile adaptable, ainsi que sur la caractérisation des capteurs de pression haute sensibilité installés sur l’extrados en vue de déterminer la position de la transition d’écoulement du régime laminaire au régime turbulent. Ce mémoire s’attarde également sur la présentation du système d’acquisition de données ayant permis la validation structurelle de l’aile adaptable.

Le système d’actionnement de l’aileron est basé sur l’utilisation d’un actionneur linéaire fonctionnant à l’aide d’un moteur sans balais. Le choix des composants du système est présenté, ainsi que la méthode de commande. Une validation statique, ainsi qu’en soufflerie est réalisé.

La caractérisation des capteurs de pression installés sur la surface adaptable de l’aile est réalisée par l’installation de ces capteurs sur un profil connu. Cette étude passe par la détermination des positions des capteurs de pression sur le profil au moyen d’une analyse statistique par la mécanique des fluides numériques. Une validation de la position de transition entre l’écoulement laminaire et l’écoulement turbulent est réalisée au moyen d’une étude expérimentale réalisée en soufflerie.

Des tests structuraux ont été réalisés afin de valider la structure de l’aile. Ce mémoire présente le système d’acquisition des capteurs de déformation installés dans l’aile adaptable. Une description de l’architecture matérielle et logicielle développée est présentée, ainsi qu’une présentation des résultats exploitables.


identifier: Abderrahim, Iheb  (2015). Amélioration de la qualité d'énergie d'un système de conversion d'énergie éolienne à base de machine asynchrone à double alimentation et connecté au réseau électrique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de conversion de l'énergie éolienne.

subject: Machines à induction.

subject: Générateurs électriques.

subject: Convertisseurs électriques Modèles mathématiques.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Qualité Contrôle.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité.

subject: Électricité Distribution.

subject: alimentation

subject: asynchrone

subject: double

subject: éolien

subject: GADA

subject: SCEE

subject: hypo synchrone

subject: hyper synchrone

subject: MPPT

subject: qualité d’énergie

subject: CCG

subject: commande vectorielle

subject: référentiel synchrone

subject: fonctionnement bidirectionnel

subject: MATLAB SIMULINK

subject: charge non linéaire

subject: génératrice

abstract:
La production d’électricité éolienne a connu une forte croissance dans la dernière décennie. Cela se traduit par le développement de Systèmes de Conversion de l'Énergie Éolienne (SCEE) aux niveaux de la modélisation et de la commande électrique. Les SCEEs modernes fonctionnent à des vitesses de vent variables et sont dotés de génératrices synchrones ou asynchrones. Parmi ces génératrices, la Génératrice Asynchrone à Double Alimentation (GADA) offre plusieurs avantages et des capacités de puissances actives et réactives à quatre quadrants. Le SCEE à base de GADA entraîne également des coûts de conversion de puissance moins faibles et des pertes d’énergie minimales par rapport à un SCEE basé sur une génératrice synchrone entièrement alimenté par des convertisseurs de puissance à pleine échelle. La connexion d’un tel système au réseau de distribution électrique implique un fonctionnement bidirectionnel des réseaux. Cela se manifeste clairement dans les modes de fonctionnement en hypo et hyper synchrone de la GADA. Le réseau électrique fournit la puissance active au rotor de la GADA en fonctionnement hypo synchrone et reçoit la puissance active du rotor en fonctionnement hyper synchrone de la GADA. La qualité d’énergie est ainsi d’une importance majeure lors de l’intégration de l’éolien au réseau électrique. Une mauvaise qualité d’onde peut nuire à la stabilité de réseau et pourrait même engendrer des problèmes et conséquences majeurs. Ceci est encore plus critique dans le contexte où des charges non linéaires telles que les alimentations à découpage et les entrainements à vitesse variable sont connectés au réseau électrique.

L’idée de ce travail de recherche est ainsi de mitiger les problèmes liés à la qualité d’onde tout en assurant une meilleure opération de la GADA de telle sorte que l’ensemble de SCEE reste insensible aux perturbations extérieures et aux variations paramétriques. Pour cela, le Convertisseur du Coté réseau électrique (CCG) doit être en mesure de compenser les harmoniques, le déséquilibre de courant et la puissance réactive injectés par une charge triphasée non linéaire déséquilibrée connecté au réseau électrique au Point de Couplage Commun (PCC). Le CCG est considéré ainsi comme étant une solution simple, efficace et de cout compétitif en épargnant l'utilisation d’autres équipements de puissance. En même temps, le rendement énergétique de la chaine de conversion éolienne doit être amélioré en faisant extraire le MPPT. La recherche permet de sélectionner la commande vectorielle et la commande dans le référentiel synchrone d-q pour y arriver à ces objectifs. L’ensemble de SCEE à base de GADA est simulé dans MATLAB SIMULINK en présence d’une charge non linéaire triphasée équilibrée puis déséquilibrée.


identifier: Moradi-Khaniabadi, Niloofar  (2015). Rapid airfoil design for uncooled high pressure turbine blades.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Profils aérodynamiques Conception assistée par ordinateur.

subject: Avions Turbines à gaz Aubes.

subject: Avions Moteurs Conception et construction.

subject: optimisation

subject: surfaces aérodynamiques

subject: conception préliminaire

subject: 3D

abstract:
The aero-engine design process is highly iterative, multidisciplinary in nature and complex. The success of any engine design depends on best exploiting and considering the interactions among the numerous traditional engineering disciplines such as aerodynamics and structures. More emphasis has been placed lately on system integration, cross discipline use of tools and multi-disciplinary-optimization at the preliminary design phase. This current work investigates the automation of the airfoil generation process, referred to as Rapid Airfoil 3D (RAF-3D), for uncooled high pressure turbine blades at the preliminary design phase. This algorithm uses the turbine aero meanline (TAML) in parallel with a database of parameters from previously designed P&WC airfoils, in-house design rules and best practices to define a pre-detailed airfoil shape which can be fed back to other analytical groups for pre-detail structural and vibrational analyses. Resulting airfoil shapes have been aerodynamically validated using an in-house 3D RANS code.

RAF-3D will shorten the turnaround time for P&WC’s turbine aerodynamics group to provide a preliminary 3D airfoil shape to turbine structures group by up to a factor of ten. Additionally, the preliminary assessments of stress and vibration specialists will be more accurate as their assessments will be based on a “first pass” 3D airfoil.


identifier: Attabi, Yazid  (2015). Reconnaissance automatique des émotions spontanées à partir du signal de parole.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Émotions Classification.
Classification automatique.
Systèmes de classeurs.
Traitement automatique de la parole.
Langage et émotions.
ancrage
émotion
modèle
reconnaissance
similarité
patron de voisinage pondéré
modèles de référence
combinaison de classificateurs
AMCC
Spectrum multitaper

abstract:
La reconnaissance automatique des émotions (RAE) à partir de la parole est une tâche difficile particulièrement lorsqu'il s’agit de classer des expressions spontanées issues du monde réel. Les émotions spontanées sont souvent subtiles, parfois mixtes, de courtes durées, caractérisées par une grande variabilité intraclasse en plus d’avoir une distribution de classes sévèrement biaisée. C’est dans ce contexte que s’inscrit notre objectif de proposer une méthodologie capable d'améliorer les performances des systèmes de RAE actuels.

La méthodologie proposée est motivée par les connaissances a priori sur les modèles théoriques des émotions en psychologie. L’idée est d’intégrer les concepts du modèle d’émotion dimensionnel dans la conception de classificateurs d’émotions discrètes. Deux concepts ont été dégagés du modèle dimensionnel : l’existence d’un espace dimensionnel dans lequel les émotions catégoriques peuvent être projetées et l’existence d’une relation de proximité entre ces catégories d’émotion relativement à chacune de ces dimensions. Le premier concept s’est traduit par l’extraction de traits de haut niveau destinés à jouer un rôle similaire à celui incarné par les dimensions du modèle théorique. Le second a motivé l’adoption d’une approche basée sur la similarité pour la représentation et la classification des émotions. Nous avons montré que les scores de vraisemblances générés par les modèles GMM constituent de puissants traits de similarité pour la RAE et répond bien à la contrainte relative à la taille limitée des énoncés.

Nous avons proposé une première méthode de classification, intitulée le plus proche patron de similarité pondéré. Cette méthode est bâtie autour d’un nouveau vecteur caractérisant un énoncé à travers la description de son patron de classes voisines. Les classes au sein d’un patron sont ordonnées selon leurs degrés de proximité estimés sur la base des scores de vraisemblance. Contrairement à la règle de décision Bayes, les rangs de tous les scores influencent la décision de classification. Deux types de modèles ont été proposés et expérimentés : linéaire et non linéaire.

Nous avons proposé également les modèles d'ancrage comme méthode de classification des émotions mais aussi comme outils d’aide à l’analyse du contenu émotionnel utile en psychologie. Les énoncés sont projetés dans un espace continu où chaque dimension est engendrée par un modèle de classe d’émotion qui mesure le degré de similarité d’un énoncé avec cette classe. Nous avons montré qu’il était possible d’appliquer avec succès les modèles d’ancrage aussi bien dans un contexte d’un problème multi-classe que celui d’une classification binaire- à travers une extension de l’espace d’ancrage avec de nouveaux modèles externes. Nous avons analysé et comparé les performances des modèles d’ancrage basés sur la distance euclidienne et cosinus en se basant sur les propriétés géométriques de leurs frontières de décision. Par ailleurs, nous avons montré que les modèles d’ancrage peuvent servir aussi comme méthode puissante de combinaison de classificateurs moyennant une normalisation des scores plus adaptée au contexte de fusion. Leurs bonnes performances et leurs propriétés intéressantes (ex., insensibilité à la distribution biaisée des classes) font des modèles d’ancrage des solutions très adéquates au problème de RAE comparés à d’autres systèmes plus complexes.

Enfin, sur le plan des descripteurs acoustiques, de nouveaux traits plus discriminatifs ont été proposés. La combinaison de ces traits au moyen des modèles d’ancrage a permis de dépasser les résultats de l’état de l’art quand testés sur FAU AIBO Emotion, un corpus d’émotions spontanées commun à la communauté de recherche en RAE.


identifier: Lecuru, Quentin  (2015). Caractérisation des matériaux bitumineux retraités à froid au moyen de la vitesse des ondes de cisaillement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Enrobés à froid Contrôle non destructif.

subject: Revêtements bitumineux Recyclage.

subject: Sols Résistance au cisaillement Essais.

subject: Dispositifs piézoélectriques.

subject: Chaussées Entretien et réparations.

subject: onde de cisaillement

subject: enrobé recyclé à froid

subject: eau

subject: analyse fréquentielle

subject: éléments piézoélectriques

abstract:
L’utilisation de Matériaux Recyclés (MR) dans la réfection des chaussée étant écologiquement et économiquement préférable, de plus en plus de routes seront rénovées avec des enrobés bitumineux (EB) recyclés et notamment, à froid. Cependant, très peu de littérature fait état du comportement de ces matériaux en jeune âge. Une évaluation du comportement de ces EB, dont les caractéristiques en jeune âge peuvent rendre difficile l’analyse par les tests classiques couramment utilisés, est donc importante.

Des techniques non destructives existent, notamment celles utilisant la propagation d’ondes mécaniques. Utilisées pour ausculter les bétons hydrauliques ou bien évaluer le comportement des sols, ces méthodes ont trouvé leur place et ont démontré leur efficacité. Fort de ce constat, ces procédés ont été importés dans le domaine des chaussées et des expériences ont déjà été menées sur des enrobés à chaud.

L’étude se propose de déterminer si la méthode d’analyse d’ondes mécanique de cisaillement générées par des anneaux piézoélectriques peut être utilisée dans l’étude des enrobés bitumineux recyclés à froid de type MR-7 traités à l’émulsion de bitume.

L’eau représentant au moins 10% du volume de l’EB lors de l’élaboration de celui-ci, l’utilisation d’ondes de cisaillement est préconisée. Du fait de l’incompressibilité de l’eau et car les ondes de cisaillement ne se propageront que dans les granulats et le bitumes, cela permettrait de ne caractériser que ces 2 derniers. Enfin, la rapidité de la mesure et l’absence d’un volumineux matériel d’analyse permet de réaliser des tests dès la compaction de l’EB.

La méthode met en évidence un lien fort entre la disparition de l’eau au sein du mélange et l’évolution de la vitesse de propagation de l’onde de cisaillement au sein du matériau. De plus on peut facilement lier la disparition de l’eau à l’évolution de E* au sein du matériau, permettant de caractériser celui-ci grâce à la connaissance de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement.