identifier: Cagnin, Alix  (2017). Évaluation de l'impact de la graphie cinématique du genou et du programme mon arthrose dans la prise en charge de patients gonarthrosiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
arthrose du genou
programme Mon Arthrose
qualité de vie
fonction
cinématique

abstract:
Objectifs : La prise en charge actuelle au Québec parvient difficilement à freiner la progression de l’arthrose du genou (AG) du fait du manque d’outils efficaces et d’informations pertinentes sur  la  population  concernée. Le programme MonArthrose (PMA), qui s’articule autour de l’outil de Graphie Cinématique du Genou (GCG), propose un tel plan de traitement en permettant en plus d’individualiser la prise en charge à partir de l’analyse de la cinématique 3D de la marche des patients atteints. L’objectif de cette étude était donc d’évaluer, par rapport à la pratique médicale courante (PMC), l’impact de la technologie GCG et du PMA lorsqu’ils sont introduits en soins de première ligne pour les patients atteints d’AG.

Méthodologie : Une première analyse a permis de caractériser aux plans sociodémographique et clinique la population gonarthrosique du Québec qui est traitée dans le secteur des soins de 1ière ligne. Pour cela, des patients ont été recrutés dans des cliniques de médecine familiale. Ils ont ensuite été assignés au hasard dans trois groupes d’intervention : un groupe suivait la PMC, un groupe leur médecin de famille qui avait en plus accès aux résultats de l’examen GCG et un groupe était pris en charge par le PMA. Une étude exploratoire a également été menée afin d’explorer l’existence de paramètres cinématiques pouvant être directement liés à l’évolution de la douleur chez les patients atteints d’AG.

Résultats : Les patients qui ont été pris en charge par le PMA ont montré des résultats significativement améliorés par rapport à la pratique médicale courante. Cela a été le cas sur la qualité de vie rapportée (+15 points sur le Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score, KOOS), sur leur fonction (+3 répétitions sur le 30 Seconds Chair Stand Test) et sur l’amélioration dans leur cinématique de marche, notamment avec une diminution du varus thrust durant la mise en charge. L’étude exploratoire n’a pas permis d’identifier un paramètre cinématique dont l’évolution serait liée à une diminution de la douleur.

Conclusions : Les résultats suggèrent que la GCG, notamment lorsqu’elle est couplée au PMA, a une influence significativement positive sur le quotidien des patients par rapport à la pratique médicale courante. Des analyses supplémentaires sur un échantillon plus important sont néanmoins nécessaires afin de statuer sur l’efficacité du PMA.


identifier: Tazi, Fatima Zahra  (2017). Mise en oeuvre et validation d’une méthodologie estimant la sensibilité des blocs d’entrée/sortie des FPGA à base de SRAM face aux radiations.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject:
FPGA à base de SRAM
SEU
MBU
IOB
effets des radiations
électronique embarquée
techniques de mitigation

abstract:
De nos jours, l’effet des radiations cosmiques sur l’électronique est devenu la preoccupation par excellence des intervenants qui sont intéressés par la robustesse des circuits intégrés. Plusieurs études ont été menées dans cette optique, essentiellement pour les applications spatiales où les environnements sont denses en ce qui a trait aux particules qui peuvent engendrer le dysfonctionnement voir la destruction de ces applications, lorsque ces particules interagissent avec les circuits intégrés. Les circuits tolérants aux radiations semblent être une bonne solution pour améliorer la robustesse de ces circuits. Cependant, ces circuits sont généralement plus coûteux et ils ont quelques noeuds technologiques en retard sur les circuits non tolérants. Les concepteurs préfèrent alors utiliser des circuits conventionnels et appliquer des méthodes de mitigation afin d’améliorer la tolérance aux erreurs passagères.

Afin d’améliorer la tolérance et la fiabilité des circuits conventionnels, il est indispensable d’analyser la vulnérabilité de ces circuits dans les différents niveaux du flot de conception. Ceci se traduit par une adaptation des méthodes de conception conventionnelles afin d’intégrer la tolérance aux erreurs causées par les radiations.

Dans cette thèse, nous sommes principalement intéressés à élaborer, mettre en oeuvre et valider une approche méthodique permettant d’estimer la sensibilité des ressources requises pour l'implémentation d'applications avioniques dans les circuits intégrés programmables (FPGA) à base de mémoire SRAM, par rapport aux événements singuliers (Single Event Upset, SEU) et multiples (Multiple Bit Upset, MBU). En effet, les FPGA à base de mémoire SRAM sont de plus en plus utilisés par l’industrie de l’aérospatial grâce à leurs caractéristiques de prototypage rapide et de reconfiguration sur site bien qu’ils soient vulnérables aux radiations. Nous proposons une nouvelle méthodologie qui étudie les effets des évènements singuliers (SEU et MBU) sur les blocs d’entrée/sortie (IOB) des FPGA à base de SRAM. Plus précisémment, cette étude propose un modèle de pannes de délai permettant de caractériser l’impact de ces évènements sur les IOB.

Dans ce contexte, cette thèse s’est appuyée sur l’étude de deux FPGA (Virtex-5 et Artix-7) de la société Xilinx. Deux différentes techniques ont été utilisées pour générer des SEU, à savoir l’injection de pannes et les expériences réelles d’irradiation. Les résultats obtenus durant les expériences d’irradiation ont montré l’existence de délais dans les IOB induits par les SEU de l’ordre de 6.2 ns pour le Virtex-5 et 3.8 ns pour l’Artix-7. Ces résultats ont été validés aussi par injection de pannes au moyen de l’utilitaire SEU Controller.

Cette thèse présente aussi une étude plus poussée de l’effet des radiations sur les délais observés dans les IOB des FPGA à base de SRAM. Plus spécifiquement, cette recherche a proposé et validé des modèles de pannes permettant de décrire et de mieux comprendre les mécanismes pouvant mener aux délais observés dans les IOB.

Un dernier aspect de cette thèse réside dans l’étude de la fiabilité de la robustesse de quelques techniques de mitigation appliquées à l’intérieur des IOB des FPGA à base de SRAM. Des observations importantes ont révélé que les SEU qui affectent les IOB peuvent rendre les techniques de correction et de reconfiguration (Scrubbing) insuffisantes pour corriger et éviter l’accumulation de plusieurs erreurs. Ces observations ont lancé une réflexion sur le type de technique de mitigation adéquat qui doit être utilisé dans les IOB en présence des SEU.


identifier: Trudeau, Luc  (2017). Motion estimation algorithms for video compression through successive elimination.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: compression vidéo

subject: estimation du mouvement

subject: successive elimination algorithm (SEA)

subject: multilevel successive elimination algorithm (MSEA)

subject: high efficiency video coding (HEVC)

subject: advanced video coding (AVC)

abstract:
Recent advancements in the processing capabilities of handsets, tablets and computers have resulted in a considerable increase of the demand for improved visual quality and higher resolution video content. To meet these demands, modern video compression standards, like H.264/advanced video coding (AVC) and H.265/high efficiency video coding (HEVC), have considerably increased the solution space of motion estimation (ME). Modern motion estimation algorithms only consider a very small part of the solution space, which results in suboptimal solutions that not only reduce visual quality but also increase the bit rate.

Approaches like the successive elimination algorithm (SEA) and its derivatives show great potential in reducing the solution space of ME without reducing visual quality or increasing the bit rate. However, SEA is rarely used in modern encoders, because it has not been adapted to modern coding tools and, since, historically, it was intended for exhaustive searches, not suboptimal ones. In this thesis, we propose multiple algorithms to improve the efficiency of SEA and we also tailor SEA to suboptimal search algorithms.

Our first proposition is a cost-based search ordering pattern for SEA, which is based on new insight that conventional search orderings can weaken the filtering criterion of SEA in a rateconstrained context. On average, for the H.264 reference software encoder, the number of sum of the absolute differences (SAD) operations is reduced by 2.86%. For smaller block sizes, this can exceed 10%.

Our second contribution is the sorted subset approach, a dynamic search ordering for SEA that avoids performing unnecessary cost function evaluations. On average, it reduces SAD operations by 3.66% for the HEVC reference software encoder. For smaller block sizes, the average rises to 8.06%.

Our third contribution to SEA is a fast cost-based search ordering algorithm. It decreases the number of SAD operations by approximately 3%. It allows for a new early-termination criterion which only requires performing 36% and 46% of block-matching loop iterations for Random Access and Low Delay respectively. This new solution is more than five times faster than the HEVC HM encoder in full search mode, without impact on visual quality or rate.

Our fourth contribution applies more generally to motion estimation and allows for an enhanced rate constraint. This rate constraint reuses information from the partitioning ME algorithms. When combined with the rate-constrained successive elimination algorithm (RCSEA) in the HEVC HM encoder reference software, the number of SAD operations drops by an average of 94.9%, resulting in an average speedup of 6.13x in full search mode.

Finally, our fifth contribution, is the multi-level rate-constrained successive elimination algorithm (ML-RCSEA) a derivative of the SEA designed to be used with the suboptimal ME algorithm implemented in the HEVC reference software encoder, the TZ-Search. It reduces the motion estimation time by approximately 45% contributing to an average encoding time reduction of about 7% without impact on visual quality or rate.


identifier: Elbaham, Meryem  (2017). Visualisation de trafic de réseau en temps réel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux d'ordinateurs Trafic.

subject: Flux de données (Informatique)

subject: Visualisation de l'information Logiciels.

subject: Temps réel (Informatique)

subject: Données volumineuses.

subject: Exploration de données (Informatique)

subject: Classification (Exploration de données)

subject: Apprentissage automatique.

subject: apprentissage machine

subject: classification du trafic

subject: échantillonnage de trafic

subject: visualisation du trafic

abstract:
Les avancées technologiques et l’évolution rapide d’Internet et des réseaux informatiques, y compris les réseaux d’entreprises, rendent nécessaire l’implémentation d’une stratégie de gestion de réseau afin de pouvoir optimiser l’utilisation des ressources, planifier le dimensionnement des infrastructures et opérer les systèmes de qualité de service et les mécanismes de sécurité. Ainsi, et pour atteindre cet objectif, il est indispensable de connaître le trafic véhiculant à travers le réseau. Cependant, une telle évolution a engendré une augmentation continue dans le volume de trafic et par conséquent la quantité de données à traiter.

L’utilisation de la métrologie et des outils traditionnels, tels que l’analyse les journaux de données, des tableaux ou encore des outils qui listent les paquets échangés entre les hôtes, ne répondent plus aux besoins actuels en termes d’exploration de données et ne permettent pas aux utilisateurs d’en tirer de l’information pertinente pour la prise de décision.

Dans ce mémoire, l’objectif est de concevoir et développer une plateforme de visualization qui permet de résoudre la problématique d’exploration des données réseau ou trafics IP pour la surveillance des réseaux. Ceci nécessite de faire ressortir l’information disponible dans les données multidimensionnelles, et de grande taille de manière à rapporter à l’utilisateur l’état du réseau surveillé en temps réels. Pour y parvenir, il est proposé de concevoir un ensemble de méthodes pour le traitement, le filtrage, la classification et la visualisation de l’information. La visualisation nécessite un processus de traitement de données dont la finalité est la production de représentations graphiques de l’information utile dans des graphes simples et expressifs.

La plateforme de visualisation de trafic étudié dans ce document est conçue de manière à offrir trois niveaux complémentaires d’information. Le premier niveau est dédié à décrire le réseau de manière générale à travers l’analyse des volumes de trafic, les connexions établies et la distribution de la taille des paquets en temps réel. Le deuxième niveau permet d’analyser du trafic au niveau transport; il offre une carte de répartition de flux entre les différents hôtes (interne et externe) et une analyse de flux de point de vue des activités des ports dans l’objectif de détecter les flux malicieux. Un troisième niveau permet d’identifier et classifier les applications en temps réel en utilisant l’apprentissage machine. Des méthodes d’échantillonnage de données ont été développées afin de réduire le coût de traitement et assurer l’analyse en temps réel.

Un test de fonctionnement a été effectué afin de valider les différentes fonctionnalités d’analyse offertes par la plateforme proposé. De la même façon, un ensemble de mesures de performance ont été examinées et les résultats démontrent que la solution est plus performante en termes de taux de mémoire et de CPU utilisé en comparaison avec d’autres applications de visualisation telles que TNV. En outre, la présente plateforme de visualization permet de rapporter l’état du réseau en temps réel, ce qui permet une surveillance des systèmes de qualité de service et de sécurité en temps réel.


identifier: Forgues, Eva-Charlotte  (2017). Adaptation d'un modèle de maturité BIM pour les prinicpaux intervenants de la chaîne d'approvisionnement en construction.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modélisation des données du bâtiment.

subject: Construction Industrie.

subject: Logistique (Organisation)

subject: Modèle de maturité de la capacité (Génie logiciel) Développement.

subject: Construction Industrie Gestion de l'information.

subject: implémentation BIM

subject: chaîne d’approvisionnement

subject: changement organisationnel

subject: maturité

abstract:
La fragmentation et la complexité de l’industrie de la construction causent une decentralization de l’information et une faible collaboration entre les intervenants. Le Building Information Modeling (BIM) propose, via le cadre d’une plateforme de collaboration numérique de centraliser l’information et d’augmenter la collaboration entre les parties prenantes d’un projet. De par cette promesse, l’efficacité et la performance des projets de construction seraient largement accrues. Toutefois, le manque de vision et de compréhension des enjeux d’implémentation BIM cause une adoption ad hoc des technologies BIM. Pour cibler les bonnes pratiques, un modèle de maturité promet d’illustrer les étapes et de fournir une vision d’implémentation pour les intervenants de l’industrie au sein d’une entreprise.

L’objectif principal de ce projet de recherche est de développer un modèle de maturité répondant aux spécificités des principales disciplines de la chaîne d’approvisionnement. À partir d’une étude des modèles de maturité BIM existants, d’une collecte de données chez les cinq principaux intervenants de la chaîne d’approvisionnement (l’architecte, l’ingénieur, l’entrepreneur, le sous-traitant et le manufacturier) et de l’étude d’un projet BIM, un modèle de maturité a été généré. Ce projet est inspiré des méthodologies de la Science de la Conception dans le but de concevoir deux artefacts. Le premier artéfact, un cadre d’audit de modèles de maturité sert de guide pour développer le second artéfact, un modèle de maturité. Ces artéfacts ont été construits en suivant la méthode van Aken (2004) qui propose une méthode cyclique entre la collecte de données et l’émergence de nouvelles connaissances. La collecte de données s’est déroulée dès le début de l’été 2015 et s’est terminée en hiver 2016. Les résultats ont permis de développer un modèle de maturité à partir du modèle d’Organization BIM Assessment (OBIMA). Le modèle de maturité, nommé le Supply Chain BIM Maturity Matrix (SCBIMMM), comprend cinq indicateurs spécifiques aux principaux intervenants de la chaîne d’approvisionnement et treize nouveaux indicateurs génériques. Des pistes de recherché futures pour valider et améliorer le modèle sont recommandées.


identifier: Shaer, Bassel  (2017). Commande hybride d'un système à suspension active.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Véhicules automobiles Suspensions actives.

subject: Servomécanismes électrohydrauliques.

subject: Commande numérique Conception.

subject: Véhicules automobiles Suspensions actives Modèles mathématiques.

subject: Commande par modes glissants.

subject: Commande non linéaire.

subject: Commande en temps réel.

subject: Systèmes adaptatifs.

subject: Systèmes flous.

subject: Contrôle du broutement (Génie mécanique)

subject: Régulateurs PID.

subject: force

subject: hybride

subject: PIDDL

subject: position

subject: contrôle hybride

subject: contrôle de force

subject: système électrohydraulique

subject: logique floue

subject: mode de glissement

subject: suspension active

subject: contrôleur proportionnel intégral dérivée à double boucle

abstract:
Cette thèse traite la modélisation, d’un système de suspension active électrohydraulique, du développement des lois de commande et leur implantation en temps réel pour des fins de validation. Les stratégies de contrôle employées et développées utilisent des approches de commande linéaire, nonlinéaire, et de commande adaptative avec des structures simples ou hybrides.

Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une méthode de commande nonlinéaire hybride pour contrôler la position et la force appliquées sur un banc de suspension active représentant la suspension active d’un véhicule. La structure hybride combine deux contrôleurs nonlinéaires en utilisant deux filtres passe bas. Cette structure consiste en une loi de commande nonlinéaire qui contient des fonctions et des gains variables. Les contrôleurs sont développés en utilisant le mode de glissement pour sa robustesse malgré le broutement (chattering) produit dans la loi de commande. Une chose importante à traiter en contrôle de mode de glissement est la réduction du broutement. La loi d’atteint exponentielle est une des techniques existant pour réduire le broutement dans la loi de commande nonlinéaire. La technique a été testée en simulation ainsi qu’en temps réel pour des fins de validation dans cette thèse.

Pour améliorer la performance du contrôleur proposé dans le paragraphe précédent, nous avons ajouté un autre contrôleur de logique floue basé sur les surfaces de glissement pour les tests de validation. Dans le contrôleur de logique floue, les entrées sont les surfaces de glissement de la position et de la force qui sont calculés instantanément dans le système. Le contrôleur de logique floue varie les gains des filtres efficacement pour améliorer la performance de contrôleur proposé utilisé dans la structure hybride. La stabilité de structure hybride est renforcée par la stabilité de chaque contrôleur employé dans cette structure. La popularité de contrôleur PID nous a motivé à l’intégrer dans la structure hybride. Vu que le contrôleur PID est facile à intégrer dans les applications industrielles et dans les systèmes embarqués, un contrôleur hybride basé sur des contrôleurs PID est construit et testé pour déterminer une force désirée en gardant la position dans ses limites.

La structure hybride composée des contrôleurs PID et contrôleurs de mode de glissement a prouvé sa validité à travers des séries de tests en simulation et en temps réel. Les résultats montrent qu’un contrôleur hybride peut réduire la perturbation exercée sur un système à suspension active et suivre une trajectoire de force désirée générée à partir des paramètres du système. Ce double aspect ne peut être réalisé par un contrôleur simple et même un contrôleur nonlinéaire.

Les contrôleurs simples sont faits pour réaliser un seul objectif (force ou position) et parfois garder des variables dans leurs limites. En revanche, la structure hybride est devenue de plus en plus populaire pour les applications multitâches surtout en robotiques. Autrement dit, le contrôle composé de deux contrôleurs a prouvé son efficacité dans plusieurs domaines. Dans le même sens, un contrôleur PID dual loop (PIDDL) a été développé et présenté sous une forme adaptative à travers des fonctions adaptatives pour contrôler la position de banc d’essai à suspension active. Le PIDDL pourrait être intégré dans la structure hybride pour avoir une nouvelle structure basée sur un contrôleur considéré comme une extension de contrôleur PID. Des contrôleurs à logique flou sont employés sous une structure adaptative avec des retours des sorties des même contrôleurs pour mettre à jour les gains essentiels de contrôleurs PID et PIDDL.

Le contrôleur PIDDL avec des gains variables a été testé et validé à travers une série des comparaisons avec le PID et d’autres contrôleurs. Les résultats obtenus ont prouvé la validité du contrôleur proposé en surpassant les autres contrôleurs en termes de performance.


identifier: Hayajna, Tareq  (2017). Link failure detection, network recovery, and network reliability in multi-hop wireless networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux maillés (Informatique)

subject: Réseaux ad hoc (Réseaux d'ordinateurs)

subject: Transmission sans fil Fiabilité.

subject: Analyse des défaillances (Ingénierie)

subject: Protocoles de routage (Protocoles de réseaux d'ordinateurs)

subject: Routage adaptatif.

subject: multi

subject: multi-saut

subject: saut

subject: réseaux mobile ad hoc (MANET)

subject: réseaux maillés sans fil (WMN)

subject: fiabilité et disponibilité de réseaux

subject: stratégie d’acheminement gourmand

abstract:
In this thesis, we study Wireless Mesh Network (WMN) and Mobile Ad hoc NETwork (MANET), which are two kinds of wireless multi-hop communication networks. WMNs and MANETs are promising technologies that have the ability to provide effective solutions to many applications in the technological, social, military, disaster recovery, and economic fields. Some of these applications are the extension of the cellular network's coverage, broadband internet access, and community and neighborhood networks. The big challenge in these kinds of networks is the frequent link failures, which make them less reliable compared to other kinds of networks. Implementing a fast mechanism to detect link failures, effective and reliable routing protocols and metrics, and a powerful reconfiguration scheme to recover from the link failures greatly enhance the WMNs and MANETs performance, and increase their reliability and availability.

Our research has three directions. In the first direction, we study link failure detection approaches and link failure recovery techniques. In this direction, we mathematically analyze Hello based link failure detection approach implemented in routing protocols that use two routes, one as a primary route, and the other one as a backup route that is immediately used upon link failures. The objectives behind the above analysis are to mathematically calculate the packet delivery ratio, and to find how much gain we could achieve by using two routes instead of one. Our results show that the packet delivery is increased by 1.5 times by using two routes instead of one. It also shows that applying two routes is essential to cover high link failure rate values, and the need using two routes instead of one is more urgent in WMNs and MANETs with higher link failure rate values, i.e. less reliable networks. In addition to that, we propose a novel framework that dynamically assigns the values of Hello based link failure detection scheme parameters based on the communication types and the QoS requirements. Besides that, we propose a novel protocol to enhance the Hello based link failure detection scheme performance.

In the second direction, we study the reliable routing protocols and metrics. This thesis proposes a novel adaptive routing protocol to increase the network connectivity and reliability, while minimizing the hop count, reducing the network nodes' spatial distribution and memory, and simplifying the routing process.

The network reliability and connectivity are investigated in the last direction. Based in our study, the only ways to provide reliable and stable communications, virtually decrease the packet loss to zero, and to support multimedia communications in MANETs and WMNs are by using multi-route instead of one, and letting the routing protocols select the most stable routes among the available routes. The network node density specifies the probability that a route exists between any randomly chosen source and destination pair. Thus, to ensure the existence of two routes between any source and destination pairs, the node density must be above a certain threshold. In this thesis, we propose a mathematical model to find the above threshold. Our results show that the probability to have two routes exponentially increases with the number of nodes until it reaches the saturation region where the increase of the number of nodes has negligible improvements in terms of network availability. In addition to that, we study the effects of nodes mobility on the network connectivity. Our work is evaluated by MATLAB.


identifier: Nessa, Ahasanun  (2017). Towards reliable communication in LTE-A connected heterogeneous machine to machine network.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Communication entre machines.

subject: Technologie d'évolution à long terme (Norme)

subject: Transmission sans fil Fiabilité.

subject: Transmission sans fil Gestion.

subject: Données Transmission.

subject: Routage adaptatif.

subject: Codes correcteurs d'erreurs (Théorie de l'information)

subject: Internet des objets.

subject: coopérative

subject: fontaine

abstract:
Machine to machine (M2M) communication is an emerging technology that enables heterogeneous devices to communicate with each other without human intervention and thus forming so-called Internet of Things (IoTs). Wireless cellular networks (WCNs) play a significant role in the successful deployment of M2M communication. Specially the ongoing massive deployment of long term evolution advanced (LTE-A) makes it possible to establish machine type communication (MTC) in most urban and remote areas, and by using LTE-A backhaul network, a seamless network communication is being established between MTC-devices and-applications. However, the extensive network coverage does not ensure a successful implementation of M2M communication in the LTE-A, and therefore there are still some challenges.

Energy efficient reliable transmission is perhaps the most compelling demand for various M2M applications. Among the factors affecting reliability of M2M communication are the high endto-end delay and high bit error rate. The objective of the thesis is to provide reliable M2M communication in LTE-A network. In this aim, to alleviate the signalling congestion on air interface and efficient data aggregation we consider a cluster based architecture where the MTC devices are grouped into number of clusters and traffics are forwarded through some special nodes called cluster heads (CHs) to the base station (BS) using single or multi-hop transmissions. In many deployment scenarios, some machines are allowed to move and change their location in the deployment area with very low mobility. In practice, the performance of data transmission often degrades with the increase of distance between neighboring CHs. CH needs to be reselected in such cases. However, frequent re-selection of CHs results in counter effect on routing and reconfiguration of resource allocation associated with CH-dependent protocols. In addition, the link quality between a CH-CH and CH-BS are very often affected by various dynamic environmental factors such as heat and humidity, obstacles and RF interferences. Since CH aggregates the traffic from all cluster members, failure of the CH means that the full cluster will fail. Many solutions have been proposed to combat with error prone wireless channel such as automatic repeat request (ARQ) and multipath routing. Though the above mentioned techniques improve the communication reliability but intervene the communication efficiency. In the former scheme, the transmitter retransmits the whole packet even though the part of the packet has been received correctly and in the later one, the receiver may receive the same information from multiple paths; thus both techniques are bandwidth and energy inefficient. In addition, with retransmission, overall end to end delay may exceed the maximum allowable delay budget.

Based on the aforementioned observations, we identify CH-to-CH channel is one of the bottlenecks to provide reliable communication in cluster based multihop M2M network and present a full solution to support fountain coded cooperative communications. Our solution covers many aspects from relay selection to cooperative formation to meet the user’s QoS requirements. In the first part of the thesis, we first design a rateless-coded-incremental-relay selection (RCIRS) algorithm based on greedy techniques to guarantee the required data rate with a minimum cost. After that, we develop fountain coded cooperative communication protocols to facilitate the data transmission between two neighbor CHs. In the second part, we propose joint network and fountain coding schemes for reliable communication. Through coupling channel coding and network coding simultaneously in the physical layer, joint network and fountain coding schemes efficiently exploit the redundancy of both codes and effectively combat the detrimental effect of fading conditions in wireless channels. In the proposed scheme, after correctly decoding the information from different sources, a relay node applies network and fountain coding on the received signals and then transmits to the destination in a single transmission. Therefore, the proposed schemes exploit the diversity and coding gain to improve the system performance. In the third part, we focus on the reliable uplink transmission between CHs and BS where CHs transmit to BS directly or with the help of the LTE-A relay nodes (RN). We investigate both type-I and type-II enhanced LTE-A networks and propose a set of joint network and fountain coding schemes to enhance the link robustness.

Finally, the proposed solutions are evaluated through extensive numerical simulations and the numerical results are presented to provide a comparison with the related works found in the literature.


identifier: Nguyen, Duc-Hien  (2017). Development and validation of control methods for an actuation system in a morphing wing and aileron system.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, Ecole de technologie supérieure.

subject: Actionneurs Commande automatique.

subject: Avions Ailes.

subject: Avions Ailerons.

subject: Actionneurs Commande automatique Modèles mathématiques.

subject: Systèmes adaptatifs.

subject: Réseaux neuronaux (Informatique)

subject: Systèmes flous.

subject: Essais en soufflerie aérodynamique.

subject: adaptable

subject: déformable

subject: système d'actionnement

subject: ANFIS

abstract:
Morphing wing technology is one of the most efficient approaches to reduce fuel consumption and air pollution. The project, called “CRIAQ MDO 505”, was created to explore and evaluate the morphing wing technology. A wing tip system composed of a wing and an aileron was designed and manufactured by the CRIAQ team at the LARCASE. In the context of this project, an optimization approach was studied to improve the aerodynamic performance by changing a wing’s shape. Different methodologies were applied to control four internal actuators attached inside the morphing wing. These actuators morph the upper skin of the wing so that the transition region moves from the wing leading edge to its trailing edge.

The research presented here is a part of the MDO 505 project. The aim of this research is to model, simulate and validate the control methods for the wing-tip morphing control system. ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System), an adaptive control algorithm, was selected for the morphing wing-tip control. A combination of neural networks and adaptive fuzzy control, ANFIS takes advantage of the fuzzy inference system (FIS) and of the selflearning abilities of the neural network, and thus offers a promising approach for the stability and accuracy of the proposed control system. The simulation and experimental results were acquired using National Instruments (NI) Veristand, Maxon drives and MATLAB/Simulink software. Experimental tests were carried out at the IAR-NRC Wind Tunnel in Ottawa to validate the simulation results. The results showed the potential for applying intelligent control methods to improve the performance of aircraft using morphing wing technology.


identifier: Heidarpour, Behdad  (2017). Analyzing coalitions in wireless heterogeneous networks and their economic aspects.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Transmission sans fil Aspect économique.

subject: Radiocommunications mobiles Aspect économique.

subject: Prix Fixation.

subject: Juste valeur.

subject: Coût Contrôle.

subject: Fournisseurs de services Internet.

subject: Alliances stratégiques (Affaires)

subject: Théorie des jeux.

subject: réseau sans fil

subject: coalition

subject: fournisseur de contenu

subject: neutralité du réseau

subject: économie des réseaux

abstract: The massive investment that is essential to implement a large area wireless network is one of the significant roadblocks that stops service providers from offering more affordable data services. The fact that the fast evolution of wireless technologies requires frequent updates of hardware and software also leads to higher capital expenditure and operation costs for the providers and subsequently to more expensive data plans for the end users. The implementation of suboptimal pricing schemes in today’s wireless market, which does not consider service level agreements and forces users to pay for both network connectivity and data transfer, is another reason to decrease the overall satisfaction of subscribers. In view of these issues our objective in this thesis is to study the proper pricing methods based on the reality of current market as well as to consider alternative options that can reduce the service costs of wireless providers are our objectives. We study the volume-based pricing which is the dominant method in cellular networks nowadays. We derive the optimal data plan parameters such as the data volume cap, price, and data rate. Considering the cost-reduction possibilities, we prove that a coalition of providers in which they can serve users of each other is a valid alternative that reduces the implementation costs of network expansion. We build our analysis based on the cooperation between heterogeneous providers and we consider the heterogeneity in both technology and service aspects. We avoid the models which consider a coalition of all providers since it forms a monopoly and is prohibited by regulatory entities. Hence, we study models of coalitional structures that include several sets of providers. In this way, users have the option to select their data plan based on the service offered by a coalitional set of providers that can have different technologies in their access network. Concerning the service-oriented heterogeneous networks, we track the directions of payments from the content providers (CP) to the service providers (SP) and finally to the end users and try to modify it based on social fairness. To do so, we analyze several content types based on subscriber usage patterns and we find the ones that can be offered with a different pricing method without causing profit loss to CP or SP. Our goal is to set a coalitional framework between CP and SP that can lead to a free unlimited access to particular content types. We show that such agreements, if set correctly, can increase the profit of CP and SP. Throughout this thesis, the analytical models are verified with numerical examples that are designed to simulate the real world scenarios.


identifier: Senhaji, Achraf  (2017). Simulation numérique de la chauffe par induction électromagnétique d'un disque en AISI 4340.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Acier Traitement thermique Modèles mathématiques.

subject: Chauffage par induction.

subject: Acier Propriétés thermiques.

subject: Acier Propriétés électromagnétiques.

subject: 4340

subject: AISI

subject: étude

subject: expérimental

subject: induction

subject: simulation

subject: paramètres matériau

subject: étude de sensibilité

subject: validation expérimentale

abstract:
Le durcissement par induction est un traitement thermique de surface, qui présente de nombreux avantages par rapport aux procédés thermochimiques, tels que des traitements de cémentation et de nitruration. Ce procédé offre une combinaison attrayante de rapidité, répétabilité et contrôle. Cependant, le couplage thermo-électromagnétique rend ce traitement difficile à maitriser. Pour éviter des compagnes d’essais très couteuses en temps et en argent, les industriels s’appuient de plus en plus sur la modélisation numérique pour prédire l’historique thermique et la microstructure finale de la pièce traitée.

L’objectif du présent mémoire est de développer un modèle numérique capable de prédire la distribution de température, durant la chauffe par induction d’un disque en acier AISI 4340. Dans un premier temps, un modèle 2D axisymétrique est mis en place à l’aide du logiciel de modélisation par éléments finis COMSOL multiphysique. Le modèle numérique prend en compte le couplage thermo-électromagnétique mis en jeu dans le procédé d’induction, ainsi que le comportement non-linéaire des propriétés du matériau en fonction de la température et du champ magnétique. Ensuite, une étude de sensibilité est effectuée, afin de quantifier l’effet de la variation des propriétés du matériau sur la température à la surface. Les résultats de cette étude montrent que la perméabilité magnétique relative est la propriété qui influence le plus les températures en surface et que la variation de cette propriété a un effet important sur la distribution de température dans la pièce traitée. Finalement, en ajustant les paramètres matériau, le modèle numérique développé a pu reproduire l’historique thermique de la pièce traitée avec une très bonne précision.


identifier: Almakadmeh, Mhammed  (2017). Improve software defect estimation with six sigma defect measures : empirical studies imputation techniques on ISBSG data repository with a high ratio of missing data.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Pannes système (Informatique)
Six Sigma.
Observations manquantes (Statistique)
Entrepôts de données (Informatique)
défaut
ISBSG
imputation
régression
stochastique
unique estimation des défauts
DMAIC
Design for Six Sigma (DFSS)

abstract: This research analysis work reports on a set of empirical studies tackling the research issues of improving software defect estimation models with Sigma defect measures (e.g., Sigma levels) using the ISBSG data repository with a high ratio of missing data. Three imputation techniques that were selected for this research work: single imputation, regression imputation, and stochastic regression imputation. These imputation techniques were used to impute the missing data within the variable ‘Total Number of Defects’, and were first compared with each other using common verification criteria. A further verification strategy was developed to compare and assess the performance of the selected imputation techniques through verifying the predictive accuracy of the obtained software defect estimation models form the imputed datasets. A Sigma-based classification was carried out on the imputed dataset of the better performance imputation technique on software defect estimation. This classification was used to determine at which levels of Sigma; the software projects can be best used to build software defect estimation models: which has resulted in Sigma-based datasets with Sigma ranging (e.g., dataset of software projects with a range from 3 Sigma to 4 Sigma). Finally, software defect estimation models were built on the Sigma-based datasets.


identifier: Zhao, Zijian  (2017). Effect of temperature on the relaxation of polyvinyl chloride flanges.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chlorure de polyvinyle.

subject: Tuyaux Brides.

subject: Relaxation des contraintes.

subject: Chlorure de polyvinyle Fluage.

subject: Chlorure de polyvinyle Fluage Modèles mathématiques.

subject: Chlorure de polyvinyle Effets de la température sur.

subject: fluage en compression

subject: relaxation des brides boulonnées

subject: fluage du PVC

subject: distribution de température des brides

abstract:
After a comparatively short half century, PolyVinyl Chloride (PVC) has invaded almost all applications of traditional materials, such as clay, cast iron, steel and asbestos cement, and becomes the premier pipe material. PVC is popular due to its advantages of immunity to corrosion and biological resistance. Convenient installation and handling are also two contributing factors to its popularity.

PVC Piping systems have been widely used for fluids conveyance in industrial and building sites and household. Bolted flange joints are important components of piping systems. They are mainly used as dismountable connections between pressure equipment ensuring structural integrity and leakage tightness. Meanwhile, the flange is a recommended mean to connect equipment of different materials.

As other plastic materials, PVC also experience creep over time, the rate of which is influenced by load and temperature. Polyvinyl Chloride bolted flange joints undergo relaxation under compression for which the creep properties are different from those under tension.

The sealing performance of a flange connection is impacted by its capacity to resist relaxation. For the purpose of improving the load currying capability and reduce leakage failures of PVC flange joints, it is important to properly understand and predict their creep-relaxation behavior.

The first objective of this work is to develop a PVC creep model based on creep test data obtained at various compressive loads and temperatures. The second objective is to simulate PVC flange relaxation using the developed creep model using a real NPS 3 class 150 bolted flange joint of dissimilar materials one made of SA105 and the other one of PVC materials.

This study provides a fundamental understanding on how compression creep data obtained from the UGR fixture may be used to predict the short-term creep-relaxation behavior of PVC flanges under various operating conditions.


identifier: Morattab, Arash  (2017). Multi-layer quality-aware (MULQA) cloud framework.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Qualité de service (Réseaux d'ordinateurs)

subject: Cadres d'applications (Informatique) Conception.

subject: Infonuagique.

subject: Architecture logicielle.

subject: Logiciels libres.

subject: Informatique en Nuage

subject: gestion de la qualité

subject: QoS

subject: système autonome

subject: openstack

abstract:
In the past few years, the popularity of cloud-based solutions in the IT domain has been increased significantly as the consequence of the industry shift towards IoT, super-fast computer networks and notably the benefits of emerged cloud computing. However, this leads to many technical challenges such as optimizing the infrastructure for heterogeneous applications especially  the quality sensitive types, and issues toward addressing different quality attributes simultaneously. In this research, we propose MULQA, an autonomic framework that monitors and estimates the quality metrics in physical, infrastructure, platform and software layers of an  open source cloud system, and ensures the quality of the targeted metrics by triggering appropriate actions. MULQA is a novel approach providing such framework which targets different quality metrics in all layers of the cloud.

During this thesis, we describe MULQA framework where the analyze module, predicts the violation status of the quality metrics and this predicted information will be used to create events for the finite state machine of the planning platform. This control mechanism consists  of Normal, Warning and Transition states. Warning state is used to prepare the cloud for the transition state, while transition state prevents the violations and brings back the system to the normal state. Being a modular framework, MULQA provides generic functionalities and modules that can be selectively changed by additional user-written code, which can be used to test proposed algorithms for Monitor, Analyze, Plan and Execute modules. MULQA framework  is built to overcome the challenges in providing a loosely coupled system which can be easily distributed and customized through an API. Furthermore, this framework is compatible with Openstack architecture and is able to monitor and control the components that the cloud  middleware doesn’t have access to.

The use-case in this thesis, is a three-tier Web application which is deployed with Openstack. Experimental results of the tests which focus on the performance QA, show that MULQA can increase the success rate of requests sent by 32%, 69% and 94% for request concurrency numbers of 200, 500 and 1000 in order. Moreover, throughput has been improved five times with low impact on the CPU utilization.


identifier: Sassi, Haifa  (2017). Enabling large scale cloud services by software defined wide area network.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux d'ordinateurs Trafic Modèles mathématiques.

subject: Réseaux à grande distance (Informatique)

subject: Réseaux SDN.

subject: Réseaux d'ordinateurs Trafic Consommation d'énergie.

subject: Centres de traitement de l'information.

subject: MPLS (Norme)

subject: Programmation linéaire.

subject: débit

subject: Inter-DC WAN

subject: réseau programmables (SDN)

subject: ingénierie de trafic centralisée

subject: consommation d’énergie

subject: maximisation de l’utilisation des ressources

abstract:
Interconnecting data centers (DCs) efficiently and using the fully available capacity of existing resources in Wide Area Network (WAN) seems to be one of the most challenging issues for service providers (SPs). In this master memory, we investigate a new approach to optimize traffic engineering in WAN which interconnects DCs (Inter-DC WAN) using Software Defined Networking (SDN). We propose a model to optimize bandwidth allocation to flows belonging at different Classes of Services (CoS) according to their priority and the current network state. The proposed model aims to maximize the throughput in the network and to minimize the overall energy consumption. The proposed model takes into account inter-domain communication and respects underlying technology specifications such as Multi-Protocol Label Switching (MPLS).

To build our model, we consider four mathematical expressions for energy consumption of the topology nodes and links namely: the idle, the fully proportional, the agnostic and the step increasing models, and we adopt the MPLS model for Inter-DC WAN. We propose a deterministic algorithm to solve the optimization problem using Linear Programming (LP) solvers and we compare its performances with two existing models: Microsoft solutions’ SWAN which focuses on throughput maximization, and a base line model which aims to minimize energy consumption while allocating bandwidth to different flows. Experiments in the simulation environment show that the proposed solution can optimally exploit available physical capacity in the network to afford users demand in terms of bandwidth and uses the minimum energy to carry traffic. The proposed optimization model is NP-hard, so we propose a greedy heuristic to improve the runtime of the proposed solution.


identifier: Labidi, Achraf  (2017). Partage efficace des ressources de calcul dans le nuage informatique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Systèmes virtuels (Informatique)
Migration (Informatique)
Infonuagique.
Réseaux d'ordinateurs.
partage de ressources
migration de VMs
Openstack
virtualisation

abstract:
L'informatique en nuage ou l'infonuagique est apparue comme un nouveau paradigm capable de gérer une infrastructure informatique à grande échelle. Toutefois, la plupart des infrastructures infonuagiques existantes ne sont pas exploitées efficacement, et la surprovision de ressources est un problème émergent.

En raison des exigences variables au cours du temps des ressources virtuelles, les plateformes physiques pourraient être utilisées de manière inadéquate, ce qui entraîne des coûts opérationnels supplémentaires. Des techniques de migration ont été proposées pour améliorer l'utilisation des ressources physiques, par exemple la consolidation des ressources virtuelles sur les ressources physiques. Les travaux antérieurs motivés par des objectifs énergétiques et d'équilibrage de charge sont souvent limités à une seule technique de migration. Ce mémoire présente un modèle de migration optimisé pour les machines virtuelles basé sur l’état courant et futur de l’utilisation des ressources physiques tout en considérant les différentes techniques de migration. Cette future utilisation s’appuie sur la prédiction de la charge de travail. Notre modèle a pour fin de minimiser le coût opérationnel lors du partage de l'infrastructure sousjacente.

L'expérimentation menée dans le cadre de ce mémoire montre la capacité de notre modèle pour réaliser un meilleur partage des ressources physique et ce, en réduisant le coût opérationnel de 16% en comparaison à une solution existante. L’expérimentation montre également que l’intégration de différentes techniques de migration dans le même modèle implique une optimisation globale par rapport à l’intégration d’une seule technique.


identifier: Vaudou, Sylvain  (2017). Utilisation de la gestion des exigences pour capturer les données nécessaires à l'exploitation des bâtiments lors des phases de conception et de construction.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Construction Industrie Gestion de l'information.

subject: Modélisation des données du bâtiment.

subject: MMIS (Système d'information)

subject: Construction Équipement Entretien et réparations.

subject: exigence

subject: gestion

subject: BIM

subject: gestion d’actifs

subject: cas d’usage

subject: preuve de concept

abstract:
La gestion d’actifs est une discipline complexe et présente dans de nombreux secteurs. Un d’entre eux est le secteur du bâtiment avec notamment la gestion des parcs immobiliers. Gérer un actif, que l’on parle d’un bâtiment ou d’un bien quelconque, consiste à optimiser son rendement ou son fonctionnement tout en minimisant les risques associés à son utilisation. Dans le secteur de la construction, cela signifie entre autres gérer l’entretien et la maintenance des équipements présents à l’intérieur des bâtiments afin de prévenir les défauts de fonctionnement, d’optimiser leur rendement et de réduire leur coût d’opération. Cette étape du cycle de vie d’un bâtiment est très importante, car c’est la plus longue et également la plus coûteuse.

Pour mener à bien leur mission de gestion des installations, les gestionnaires d’actifs ont besoin d’information sur les équipements. Celle-ci est extraite manuellement à partir des documents papier livrés en fin de projet par les professionnels ayant construit le bâtiment, puis entrée dans un système de gestion de maintenance assistée par ordinateur. Grâce au BIM, la capture et le transfert de cette information pourraient être automatisés, ce qui permettrait de réduire le temps passé à chercher et à entrer manuellement l’information dans des systèmes de gestion de maintenance. Pourtant, la littérature indique qu’une faible portion des propriétaires de parc immobiliers utilise les modèles BIM qui leur sont livrés en fin de projet pour l’exploitation des bâtiments.

Ce mémoire aborde donc cette problématique, en commençant par exposer les raisons du retard des gestionnaires d’actifs dans l’utilisation du Building Information Modeling (BIM), puis en proposant une solution s’inspirant du concept de gestion des exigences. La méthodologie employée se veut interventionniste et implique la création d’un concept d’opération.

Les résultats montrent le potentiel et la faisabilité de l’application d’un tel concept dans le secteur de la construction, en s’appuyant sur une preuve de concept réalisée sur un projet réel.


identifier: Helal, Emna  (2017). Advanced polymer nanocomposites with tailored morphologies for high voltage insulating systems.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Matériaux nanocomposites Propriétés.

subject: Matériaux nanocomposites Conception et construction.

subject: Isolation électrique.

subject: Oxyde de zinc.

subject: Argile.

subject: Composites polymères.

subject: Composites thermoplastiques.

subject: Polyéthylène.

subject: diélectrique

subject: morphologie

subject: nanoargile

subject: isolation haute tension

subject: nanocomposite de polymère

subject: nanodiélectrique

subject: dispersion contrôlée de nanoparticules

subject: copolymère à blocs

subject: mélange de polymers

abstract:
This thesis reports different approaches to prepare a new generation of nanostructured insulating materials featuring controlled nanoparticles dispersion, using block copolymers and polymer blends as template matrices. Two types of nanoparticles, both organically modified, were used: zinc oxide (ZnO) and Montmorillonite clay. In addition, polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS) triblock copolymer, composed of two polystyrene (PS) endblocks in the form of well-ordered nanodomains and one poly(ethylene-co-butylene) (PEB) elastomer middle block, was selected as a template matrix.

SEBS/clay and SEBS/ZnO nanocomposites featuring different configurations of PS domains and clay platelets, namely: isotropic, partially oriented and oriented morphologies were achieved by varying the processing techniques. Besides, the spatial distribution of clay platelets and ZnO nanospheres and their affinities to either PS block or PEB block were tuned by the presence or not of maleic anhydride (MA) graft attached to PEB block. In particular, the dispersion of both types of nanoparticles was considerably improved in the presence of MA. Dielectric, rheological, thermal and mechanical properties of these nanocomposites were characterized in correlation with their morphologies.

In SEBS/clay nanocomposites, it was found that the incorporation of clay induced slower dynamics of PEB chains located in the interfacial region. A new interfacial glass transition (Tgi), higher than the glass transition (Tg) of bulk PEB, was attributed to these interfacial chains. Furthermore, the orientation and location of clay affected the interfacial dynamics: the highest Tgi temperatures were related to samples with lower alignment degree and preferential location of clay in PEB phase. Functional properties were also affected by the orientation. To be more specific, SEBS/clay nanocomposites with totally aligned clay platelets and PS domains were simultaneously the most efficient in improving the breakdown strength up to 45% and the less efficient in improving the mechanical strength. However, nanocomposites with partially oriented morphologies provided the best combination of dielectric breakdown strength and mechanical strength.

In SEBS/ZnO nanocomposites, the improved dispersion and affinity to PEB block, achieved in the presence of MA, induced the formation of networks between ZnO nanoparticles and SEBS chains. This behavior was accompanied by an increase of thermal conductivity and excellent improvement of the resistance to surface erosion: eroded volume reduced by 90% at only 5wt% ZnO. In the last part of the project, selected SEBS/ZnO nanocomposites were mixed with polyethylene (PE) to prepare blend nanocomposites as new candidates for HV insulation. Although the overall dielectric performance of unfilled PE/SEBS blend was reduced compared to neat PE, PE/SEBS/ZnO blend nanocomposites featured higher resistance to surface erosion and mechanical flexibility compared to conventional PE/ZnO nanocomposites. This improvement was correlated with the improved dispersion of ZnO nanoparticles in PE/SEBS/ZnO compared to PE/ZnO nanocomposites and their selective localization in SEBS phase and potentially at the interfaces between PE and SEBS.


identifier: Bavafa, Majid  (2017). Optimal power flow considering voltage stability with significant wind penetration.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité Évaluation.

subject: Tension électrique Perturbations Modèles mathématiques.

subject: Régulateurs de tension.

subject: Intégration des énergies renouvelables.

subject: Énergie éolienne.

subject: Centrales éoliennes.

subject: flux

subject: optimal

subject: puissance

subject: stochastique

subject: indice de stabilité de la tension

subject: réponse à la demande

subject: parcs éoliens

abstract:
Voltage stability evaluation is one of the major issues in the power system operation and control. One reason is that there is an enormous number of voltage collapses which frequently occurs. The principal objective of this thesis is to choose appropriate criteria for voltage stability evaluation in optimal power flow (OPF) approach considering the worst contingency or the congested condition. Voltage stability can be affected by several elements and control ways which operate on different time scales. In particular, the role of wind power generation, demand response (DR), over excitation limiter (OXL), energy storage system (ESS) and on-load tap changer (OLTC) are significant. The proper modelling of these elements and control ways as well as using in an OPF approach should be analyzed in longterm voltage stability.

First, an impedance-based (IB) index is presented in this thesis that can evaluate unstable behavior of the power system with doubly-fed induction generator (DFIG) wind farms integration. A model for DFIG capability curve limits is presented that can be integrated to the internal circuit of the generator. Furthermore, the OLTC model was added to this index. The index uses the concept of coupled single-port circuit. The OPF with new IB-index constraint is implemented to show the performance of the index.

This study also introduces a multi-objective stochastic optimal power flow (SOPF) approach with the presence of uncertain wind power generations. The multi-objective SOPF investigates the operating cost, voltage stability and emission effects as the objective functions. The effect of the DR program is considered in this study. The fuzzification technique is used to normalize all objective functions in the multi-objective SOPF. A line voltage stability index (LVSI) is presented and compared with other LVSIs. The proposed multi-objective SOPF is also carried out with different existing LVSIs as the objective functions.

Following the voltage stability assessment, the frequency control is also considered in the SOPF. In this case, the frequency restoration scheme cooperates with DR and spinning reserve to stop a frequency drop in contingency events. This scheme is defined in three levels. Furthermore, an extended-L (EL) index is used to evaluate voltage stability analysis. Several frequency and voltage constraints are added in the SOPF approach. The EL-index considers a generator equivalent model (GEM). In addition, energy storage systems (ESSs) are considered in this SOPF approach.

Those approaches are analyzed in detail and they are tested and validated on several case studies. The results show that the proposed approaches operate successfully.


identifier: Bernard, Hugo  (2017). Analyses préliminaires de la réduction de l'énergie consommée par les spectacles itinérants du Cirque du Soleil.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Cirque du Soleil.

subject: Spectacles sous chapiteau Consommation d'énergie.

subject: Économies d'énergie.

subject: Énergie Stockage.

subject: Ressources énergétiques Consommation Mesure.

subject: Refroidissement par évaporation.

subject: Rayonnement solaire.

subject: consommation énergétique

subject: énergies renouvelables

subject: sobriété énergétique

subject: efficacité énergétique

subject: brumisation

abstract:
Le Cirque du Soleil (CDS) cherche à diminuer sa consommation énergétique, par le biais d’énergies propres ou avec l’aide de nouvelles technologies, pour s’inscrire dans une optique de développement durable. Toutefois, le contexte des opérations énergétiques actuel du CDS n’est pas simple. En effet, les spectacles sont pour la plupart itinérants, ce qui ne facilite pas l’installation de systèmes de production d’énergie verte, qui peuvent être encombrants, fragiles, difficilement montables/démontables comme c’est par exemple le cas pour des panneaux photovoltaïques. De plus, le CDS doit faire face à des réglementations qui different pour chacun des sites où il s’installe, et qui peuvent parfois rajouter des contraintes et ainsi limiter leurs possibilités. En observant la consommation actuelle d’énergie au CDS sur les différents sites, il est important de noter que lors de la plupart des représentations, il y a jusqu’à cinq génératrices qui peuvent être utilisées pour fournir de l’électricité aux différentes installations. Ces génératrices, pouvant fournir chacune une puissance de 500kW, font monter la consommation d’énergie jusqu’à une puissance potentielle de 2,5 MW en conditions réelles de spectacles, pendant plus de quatre heures. Cependant, il est encore plus impressionnant de noter qu’une génératrice est également utilisée la nuit pour les besoins du site, notamment pour éclairer les allées ou faire sécher les costumes de scène, et qu’elle fonctionne entre 20 et 40% de sa puissance maximale. Il est ainsi important de diminuer la charge par le biais de la sobriété énergétique, ou bien en proposant des solutions qui permettraient de lisser cette demande et ainsi diminuer le pic de puissance, qui pose le plus de problèmes. Ce pic de puissance survient principalement pendant les périodes de spectacles, puisqu’il faut maintenir de manière constante la température à 24°C à l’intérieur de la tente où se déroule le spectacle, en été comme en hiver, tant pour les artistes que pour les spectateurs.

Un des premiers objectifs du projet consiste ainsi à réaliser des campagnes de sensibilisation à la sobriété énergétique auprès de la communauté du CDS, dans l’optique de prendre des mesures pour diminuer toutes les consommations inutiles, surtout pour la consommation de nuit, ou encore supprimer certaines installations fonctionnant à temps plein, comme certains systèmes d’éclairage, utilisés sans interruption, 24h/24. Les économies potentielles de ces réductions d’utilisation s’élèvent à plus de 0,6 M$ par année pour tous les spectacles (environ une trentaine par année). De plus, l’utilisation d’une tente blanche à forte réflectivité solaire est une solution passive qui permettrait également de réduire grandement la charge de climatisation en été, d’environ 140 MWh soit près de 1,2M$ par année pour tous les spectacles. D’autres solutions concernent la production alternative (comme l’énergie solaire, éolienne, ou d’autres énergies renouvelables), le stockage (thermique, électrique, mécanique, chimique) pour réduire la pointe de puissance, ou encore l’efficacité énergétique dite classique.

Parmi la panoplie de solutions envisagées, une option basée sur la brumisation a aussi été développée, analysée et fait l’objet d’un article. La brumisation ou « evaporative cooling » est un procédé de climatisation qui consiste à refroidir une surface grâce à l’enthalpie d’évaporation de l’eau. Appliqué aux installations du CDS, le procédé endothermique de ce changement de phase permet de refroidir la surface externe de la toile de tente lors des spectacles. Ce phénomène d’évaporation permet de réduire la charge de climatisation nécessaire au refroidissement des tentes pendant les spectacles, durant les périodes de chaleur et de rayonnement intense. Pour pouvoir mettre en place une analyse efficace des solutions proposées, il est nécessaire de connaitre certaines données telles la température à l’intérieur des chapiteaux, les débits des ventilateurs, les propriétés optico-radiatives des toiles ou bien encore la consommation électrique heure par heure. Ces données n’étant pas toutes connues et enregistrées par le CDS, différents systèmes de mesures (dataloggers, débitmètres,…) ainsi que des tests expérimentaux (protocole de mesure de la réflectivité et de l’émissivité de la toile et des tests de brumisation en situation réelle) ont été mis en place pour les obtenir. Finalement, les résultats expérimentaux fournissent des résultats d’économies pouvant s’élever jusqu’à 2,2 k$ par mois pour le spectacle de Luzia à Montréal ce qui procurerait des économies annuelles de 0,4 M$ par année pour tous les spectacles. Les tests mis en place sur une toile du CDS confirment le potentiel de cette solution.


identifier: Olivares Espinosa, Hugo  (2017). Turbulence modelling in wind turbine wakes.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Turbulence Modèles mathématiques.
Sillage (Aérodynamique)
Éoliennes Aérodynamique.
Actionneurs.
Régulateurs de vitesse.
Centrales éoliennes Rendement.
échelle
grand
simulation
énergie éolienne
sillage des éoliennes
modélisation de turbulence
simulation aux grandes échelles
disque actuateur
régulateur de vitesse de rotation
soufflerie
turbulence homogène isotrope

abstract:
With the expansion of the wind energy industry, wind parks have become a common appearance in our landscapes. Owing to restrictions of space or to economic reasons, wind turbines are located close to each other in wind farms. This causes interference problems which reduce the efficiency of the array. In particular, the wind turbine wakes increase the level of turbulence and cause a momentum defect that may lead to an increase of mechanical loads and to a reduction of power output. Thus, it is important for the wind energy industry to predict the characteristics of the turbulence field in the wakes with the purpose of increasing the efficiency of the power extraction. Since this is a phenomenon of intrinsically non-linear nature, it can only be accurately described by the full set of the Navier-Stokes equations. Furthermore, a proper characterization of turbulence cannot be made without resolving the turbulent motions, so neither linearized models nor the widely used Reynolds-Averaged Navier-Stokes model can be employed. Instead, Large-Eddy Simulations (LES) provide a feasible alternative, where the energy containing fluctuations of the velocity field are resolved and the effects of the smaller eddies are modelled through a sub-grid scale component.

The objective of this work is the modelling of turbulence in wind turbine wakes in a homogeneous turbulence inflow. A methodology has been developed to fulfill this objective. Firstly, a synthetic turbulence field is introduced into a computational domain where LES are performed to simulate a decaying turbulence flow. Secondly, the Actuator Disk (AD) technique is employed to simulate the effect of a rotor in the incoming flow and produce a turbulent wake. The implementation is carried out in OpenFOAM, an open-source CFD platform, resembling a well documented procedure previously used for wake flow simulations. Results obtained with the proposed methodology are validated by comparing with values obtained from wind tunnel experiments. In addition, simulations are also carried out with EllipSys3D, a code widely used and tested for computations of wind turbine wakes, the results of which provide a useful reference. Despite a limited grid resolution with respect to the size of the inflow turbulence structures, the results show that the turbulence characteristics in both the decaying turbulence and in the wake field are aptly reproduced. These observations are accompanied by an assessment of the LES modelling, which is found to be adequate in the simulations. An analysis of the longitudinal evolution of the turbulence lengthscales shows that within the wake, they develop mostly as in the free decaying turbulence. Furthermore, both codes predict that the lengthscales of the ambience turbulence dominate across the wake, with little effect caused by the shear layer at the wake envelope. These remarks are supported by an examination of features in the energy spectra along the wake.

Also in this thesis, the wake turbulence fields produced by two different AD models are compared: a uniformly loaded disk and a model that includes the effects of tangential velocities and considers airfoil blade properties. The latter includes a rotational velocity controller to simulate the real conditions of variable speed turbines. Results show that the differences observed between the models in the near wake field are reduced further downstream. Also, it is seen that these disparities decrease when a turbulent inflow is employed, in comparison with the non-turbulent case. These observations confirm the assumption that uniformly loaded disks are adequate to model the far wake. In addition, the control method is shown to adjust to the local inflow conditions, regulating the rotational speed accordingly, while the computed performance proves that the implementation represents well the modelled rotor design. The results obtained in this work show that the presented methodology can succesfuly be used in the modelling and analysis of turbulence in wake flows.


identifier: Agbota, Yindé  (2017). Inactivation de la bactérie Escherichia coli dans l'eau par le jus de citron.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Eau potable Épuration Désinfection.
Eau Pollution bactérienne.
Escherichia coli.
Antibactériens.
Jus de citron.
Acide citrique.
Eau Épuration Traitement ultraviolet.
Escherichia Coli
désinfectant
eau potable

abstract:
Chaque année, 500000 personnes décèdent à la suite de diarrhées causées par l’eau de boisson contaminée. Dans de nombreux pays en développement, l’accès à des moyens de traitement de l’eau reste encore problématique. Dans le cas où ces moyens existent, le chlore est le produit le plus utilisé. Néanmoins, son utilisation engendre des sous-produits toxiques potentiellement cancérigènes pour l’être humain. Les produits de désinfection chlorés étant moins accessibles dans certaines régions des pays en voie de développement, des alternatives de désinfection avec une approche locale doivent être développées.

L’objectif de ce projet est de déterminer l’efficacité du jus de citron pour désinfecter une eau contenant des bactéries Escherichia coli. Les essais réalisés en laboratoire ont permis de tester différents paramètres dont la concentration en jus de citron, la présence et l’absence de rayonnement UV et la concentration initiale en bactéries.

Il en résulte de cette étude une réduction du nombre de bactéries de 2 log en présence de 2 mL de jus de citron par 10 mL d’eau au bout de 2 min. Les résultats montrent également que le rayonnement UV est un facteur influençant l’inactivation de la bactérie. En présence de citron, le nombre de bactérie initiale est réduite de 1 log au bout de 100 minutes sous UV, tandis que la réduction est négligeable, car moins de 0.5 log à l’obscurité. L’étude du mécanisme de la réaction d’inactivation indique que la réaction pourrait être un phénomène complexe d’ordre 2.

L’utilisation du jus de citron en complémentarité d’un traitement comme celui aux UV du soleil pourrait s’avérer être une option de désinfection intéressante. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour assurer un contrôle de la qualité pour son application en conditions réelles.


identifier: Lagacé, Édith  (2017). Évaluation de l'utilisation des matières organiques résiduelles comme source d'énergie pour le secteur des transports.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Automobiles Carburants Consommation Aspect de l'environnement.

subject: Biogaz.

subject: Coût du cycle de vie.

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

subject: Transports routiers Aspect de l'environnement.

subject: analyse

subject: gestion des matières organiques

abstract:
Le secteur des transports est la principale source de gaz à effet de serre du Québec avec plus 37 % des émissions. La présente étude vise à comparer des scénarios de sources utilisant diverses sources d’énergie en incluant la valorisation des matières organiques (MO) québécoise comme filière énergétique pour le secteurs des transports. La biométhanisation produit du biogaz qui est utilisé comme source énergétique pour les véhicules.

L’outil d’analyse de cycle de vie évalue les scénarios sur la base d’une voiture de catégorie compacte de style Honda Civic coupé se déplaçant sur une distance de 100 km afin d’identifier le scénario le moins dommageables pour l’environnement. Cinq scénarios sont comparés selon des indicateurs d’impacts et de dommages. Les voitures à combustibles fossiles causent le plus de dommage dans les catégories : santé humaine, qualité de l’écosystème et ressources. La hiérarchie des scénarios s’avère semblable en comparant ces dommages avec une autre méthode. La fonction opération de la voiture cause davantage d’impacts que les fonctions de fabrication et de maintenance pour chacun des scénarios excepté les voitures électriques. La batterie est responsable de 60 % des impacts des voitures électriques. L’application des scénarios sur l’ensemble du parc automobile québécois permet de conclure que des MO générées par tous les secteurs d’activités économiques permettent de produire assez d’énergie renouvelable pour alimenter au maximum 8,5 % du parc.

De plus, il faut éviter le transfert les émissions à une autre sphère environnementale, déplaçant ainsi la problématique. En plus de devoir améliorer l’efficience de la source d’énergie, il faut permettre au parc automobile de se libérer des énergies fossiles.


identifier: Doran, Pascal  (2017). Étude des instabilités des tourbillons de sillage d'avion en effet de sol.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Tourbillons (Mécanique des fluides)

subject: Sillage (Aérodynamique)

subject: Coussin d'air (Aérodynamique)

subject: Avions Stabilité.

subject: Tourbillons (Mécanique des fluides) Modèles mathématiques.

subject: dissipation

subject: instabilité

subject: tourbillons de sillage

subject: effet de sol

subject: stabilité linéaire

subject: dynamique des fluids

abstract: Avec l’augmentation de l’utilisation du transport aérien par les voyageurs, un trafic de plus en plus dense près des aéroports se forme. Le sillage de chaque avion représente une menace potentielle pour la stabilité d’un avion se trouvant à proximité de ce sillage. Cette menace est d’autant plus grande que l’avion est près du sol, comme dans le cas d’un avion en phase d’atterrissage et de décollage. Afin de minimiser les risques, une distance sécuritaire doit être imposée entre l’avion meneur et l’avion suiveur. Pour augmenter le trafic aérien, cette distance doit être minimisée. Pour ce faire, une étude des mécanismes de dissipation naturelle des sillages d’avion en effet de sol est réalisée. Cette étude s’obtient par DNS et des analyses de stabilité linéaire d’une paire de tourbillons contrarotatifs. Les simulations numériques modélisent la configuration d’une paire de tourbillons contrarotatifs en effet de sol, alors que l’étude analytique de stabilité modélise une paire de tourbillons contrarotatifs hors effet de sol. Il est observé que dans la configuration en effet de sol les tourbillons principaux de la paire s’induisent mutuellement une vitesse vers le bas. À l’approche du sol, des couches limites se forment et se séparent finalement pour devenir des tourbillons secondaires de moindres circulations que les principaux. L’étude du champ de perturbation des tourbillons à partir des résultats numériques met en évidence une instabilité typique d’un mode de flexion (ou bending wave) dans les tourbillons secondaires et le début de l’apparition d’une instabilité du mode elliptique dans les tourbillons principaux. De plus, l’étude de la stabilité linéaire du sous-système composé d’un tourbillon principal et d’un tourbillon secondaire corrobore les nombres d’onde identifiés à l’aide des simulations numériques. Or, il est déduit que seuls le ratio de circulations (Λ) et le rayon du tourbillon secondaire (a2/d) sont nécessaires pour prédire le nombre d’onde le plus instable par l’analyse théorique de la stabilité du système tourbillonnaire. Par la suite, l’effet d’un vent latéral est considéré. L’effet de ce vent est équivalent à l’ajout d’une vorticité de fond. Cette vorticité de fond a pour effet de rendre le système tourbillonnaire asymétrique. Les sous-systèmes gauche et droit, composés chacun d’un tourbillon principal et d’un tourbillon secondaire, interagissent différemment selon la vorticité résultant de la superposition de la vorticité de fond et celle du sous-système. Dans cette configuration en effet de sol avec un vent latéral, le ratio de circulations (Λ) et le rayon du tourbillon secondaire (a2/d) sont évalués. Ces deux paramètres permettent de déterminer, à partir de la même théorie de stabilité linéaire énoncée précédemment, le nombre d’onde le plus instable responsable de la dissipation naturelle du sillage d’avion.


identifier: Taheri Ledari, Hamed  (2017). Robust adaptive nonlinear control of microgrid frequency and voltage in the presence of renewable energy sources.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Régulation.

subject: Miniréseaux électriques intelligents.

subject: Commande robuste.

subject: Systèmes adaptatifs.

subject: Commande non linéaire.

subject: Régulateurs de tension.

subject: Systèmes photovoltaïques.

subject: Intégration des énergies renouvelables.

subject: Générateurs synchrones.

subject: Miniréseaux électriques intelligents Modèles mathématiques.

subject: Réseaux électriques autonomes en régions éloignées.

subject: Électricité Distribution.

subject: micro réseau

subject: régulation de la fréquence et la tension

subject: contrôle non linéaire adaptative robuste

abstract:
Global warming of the planet and air pollution have prompted an increased use of renewable energy sources for power generation. These new sources of clean energy are now very much in demand for setting up microgrids that provide energy independence to communities far from major urban centers. These microgrids should be able to operate either in isolated mode or to be connected to the main power grid. These requirements pose significant challenges. Indeed, in isolated mode, small and medium power grids are very sensitive to fluctuations in consumer power use as well as changes in the power produced by generators. In gridconnected mode, renewable energy sources do not contribute to the grid's stability and robustness as well as conventional generators do.

Photovoltaic power plants pose some challenges when integrated with the power grid. The PV plants always focus on extracting the maximum power from the arrays. This makes the PV system unavailable for helping in regulating the grid frequency as compared to conventional generators. One of the main objectives of this research is to develop a robust adaptive nonlinear control technique which provides frequency regulation functionality to PV systems as well as voltage regulation.

A small-scale power microgrid incorporating photovoltaic generators, synchronous generator and load is considered in our study. Dynamic models of the proposed microgrid were determined. The final model highlights the interactions between the sources of renewable energy and the rest of the network. A new robust adaptive nonlinear (exact input-output feedback linearization) control strategy was developed in order to meet the requirement of frequency regulation as well as voltage regulation. The new control strategy allows the PV system to have a similar response to changes in microgrid frequency as that of a conventional generator. The controller is also self-adjusting (adaptive) as well as robust in order to compensate the perturbation due to the changes in users’ power consumption, or any defects in the MG electrical network. The performance of the proposed solutions was evaluated in simulation using the Matlab/Simulink. For further verification, a small-scale laboratory experimental prototype of proposed microgrid was developed in laboratory to implement the proposed technique.

This research may be regarded as an important basis for the development of microgrid power station for remote communities isolated from the main power system or large-scale power network with higher penetration of renewable energy sources.


identifier: Kanhonou, Michèle  (2017). Méthode d'évaluation fonctionnelle de la gonarthrose par étude de la pseudo-cinématique d'accroupissement.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Gonarthrose Diagnostic.

subject: Cinématique.

subject: Genou Radiographie.

subject: Grasset Imagerie.

subject: Superposition d'images (Électronique numérique)

subject: Imagerie tridimensionnelle en médecine.

subject: Tibia Mouvements.

subject: 3D

subject: pseudo

subject: arthrose

subject: Kellgren-Lawrence

subject: KOOS

subject: iterative closest point

subject: recalage intrinsèque

subject: adduction

subject: K-moyenne

subject: screw-home mechanism

subject: rotation tibial

abstract:
Une discordance existe dans la littérature au sujet de l'utilisation des évidences radiographiques de la gonarthrose pour l’évaluation de la pathologie. En effet, les études qui se sont intéressées à la corrélation existant entre grades radiologiques de la gonarthrose et scores fonctionnels obtenus par questionnaire auto-administré par les patients se sont soldées de conclusions très variables : alors que pour certains, la gonarthrose avancée est synonyme de perte de function importante, d’autres ne trouvent aucun lien entre les deux observations. À la lumière de ces résultats, le diagnostic radiologique seul ne permettait donc pas d’expliquer la fonction du genou. Une mesure quantitative de la fonction articulaire peut être considérée en complément. Plusieurs méthodes d’analyse de la cinématique 3D de l’articulation fémoro-tibiale par imagerie médicale existent. Toutefois, aucune ne permet d’évaluer le genou en charge par le biais d’une mesure fiable (répétabilité et précision) tout en réduisant le préjudice subi par le sujet (exposition à des radiations ionisantes, protocole invasif). L’objectif principal de cette thèse est donc de développer et de valider une méthode d’analyse de la cinématique 3D du genou en charge répondant à ces problématiques. Ensuite, il s’agit de vérifier si l’évaluation radiologique de la gonarthrose enrichie d’une mesure cinématique 3D au genou est plus fortement corrélée au score fonctionnel.

Dans la première partie du travail, une méthode de calcul de la pseudo-cinématique fémorotibiale a été développée. Cinq flexions du genou ont été imagées avec le système radiographique biplan basse dose EOS® (0, 15, 30, 45 et 70°) ; la paire de radiographie en extension totale a permis la reconstruction 3D du fémur, du tibia et du péroné. Après la segmentation des contours osseux sur l’ensemble des radiographies, un recalage 2D/3D intrinsèque basé sur l’iterative closest point a permis d’extraire la position relative du tibia par rapport au fémur, d’un angle de flexion au suivant. L’introduction d’un recalage pondéré graduel et du recalage du corps rigide tibia/péroné a permis de diminuer considérablement les erreurs d’estimation des rotations axiales. À l’issue d’études de validation sur dix sujets, l’erreur de mesure moyenne associée à la répétabilité et à la précision est inférieure à 0.4mm et 0.5° et celle due à la sensibilité de la méthode à la reconstruction 3D inférieure à 1.7mm et 1.4°. L’étude de l’adduction (ADD) pseudo-cinématique par analyse de regroupement a permis d’isoler ce paramètre comme un indice radiographique fonctionnel de la gonarthrose : tandis que les asymptomatiques se trouvaient en ADD modérée (<5°) ou en abduction (ABD), les sujets gonarthrosiques tendaient à être en ADD sévère supérieure à 5° (14 patients atteints d’arthrose du compartiment interne du genou, 14 sujets asymptomatiques). En considérant que l’ADD du genou est un facteur de risque pour l’apparition et la progression de la gonarthrose, il a été possible de calculer des grades Kellgren-Lawrence composites pour 28 sujets. Les grades Kellgren-Lawrence originaux ont ainsi été augmentés par l’ADD sévère, diminués par l’ABD. La corrélation des scores fonctionnels KOOS (Knee Ostearthritis Outcome Score) avec ces grades composites s’est révélée légèrement mais non statistiquement supérieure à celle avec les grades Kellgren-Lawrence originels. Dans une dernière partie, le screw-home mechanism pseudo-cinématique a été évalué (7 patients atteints d’arthrose du compartiment interne du genou, 5 sujets asymptomatiques). Alors que les tibias asymptomatiques se trouvaient en rotation externe (9° en moyenne), les tibias arthrosiques se trouvaient en rotation externe plus faible (0-5°). Pour un sujet asymptomatique, un faible ratio des pentes sagittales des plateaux tibiaux et une faible pente sagittale du plateau tibial médial ont été mis en lien à la rotation tibiale interne et des résultats suggéraient l’implication des pentes coronales des plateaux tibiaux sur la rotation externe du tibia.

À l’issue de ces travaux de doctorat, une solution technique a été fournie pour l’évaluation précise et répétable de la pseudo-cinématique 3D du genou asymptomatique et gonarthrosique à l’aide du système EOS®. De plus, l’adduction a été isolée comme marqueur fonctionnel radiologique de la gonarthrose et a permis de confirmer l’intérêt à compléter l’évaluation radiologique de la gonarthrose par une telle mesure. L’analyse de la morphologique du genou associée à celle de la fonction a en outre révélé des pistes vers une meilleure comprehension de l’articulation, une évaluation plus complète de la pathologie et plus représentative de la perception qu’en a le sujet atteint.


identifier: Khasawneh, Fawaz  (2017). Mobility Management and Congestion Control in Wireless Mesh Networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux maillés (Informatique)

subject: Qualité de service (Réseaux d'ordinateurs)

subject: Routage (Gestion des réseaux d'ordinateurs)

subject: Protocoles de résolution de conflits d'accès (Protocoles de réseaux d'ordinateurs)

subject: Processus de Markov.

subject: Équations de Lagrange.

subject: admission

subject: congestion

subject: encombrement

subject: WMN

subject: gestion de la mobilité

subject: contrôle de la congestion

subject: processus de decision Markovien

subject: contrôle de l'admission

subject: modèle Markov d'ordre variable

subject: optimisation Lagrange

abstract:
Today, wireless mesh networks are increasingly popular. In order to be better adapted to the increasing number of offered services in telecommunications, many Quality of Service (QoS) problems are being considered. Some of the important issues are: admission control, congestion control, and handoff management of the network. Our research focuses on those issues individually and combining them together in order to find solutions to enhance the quality of service provided to each user as demanded in their SLA.

A novel Markov Decision-based Admission Control and Routing (MDACR) algorithm is proposed. The MDACR algorithm finds a sub-optimal solution using the value iteration method. Admission rate increases for both types of user associations (handoff and new user association request), which is addressed by a proposed multi-homing admission and routing algorithm. This algorithm associates the user with two different access points. This is beneficial in a highly congested network, which permits a new routing metric to assure seamless handoff in the network. When a user is moving, MDACR algorithm finds a maximally jointed route with the old route, which decreases the handoff delay.

Another aspect is considered in order to improve the QoS in WMN, which is the congestion control, a novel proactive approach is proposed. Where a Variable Order Markov (VOM) prediction model is introduced to predict the congestion status in each link in the network, a new route is established for the traffic based on the output of the VOM model, and the transmission rate is adjusted based on the link congestion status to increase the overall user satisfaction. Sub-optimal model is introduced and solved using Lagrange method. Based on the predicted link congestion, rerouting algorithm is implemented in order to insure load balancing and to mitigate congestion over WMN network.

Our ultimate goal is to improve the QoS in WMN by dealing individually with the issues stated above and try to combine them together and provide QoS framework which deals with many types of services.


identifier: Laurent, Hugo  (2017). Visualisation en temps réel du disque intervertébral lors de fractures vertébrales à haute énergie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Disques intervertébraux Imagerie.

subject: Radiocinématographie.

subject: Disques intervertébraux Propriétés mécaniques.

subject: Colonne vertébrale Fractures Modèles animaux.

subject: Moelle épinière Lésions et blessures.

subject: haut

subject: nucleus

subject: pulposus

subject: vitesse

subject: fracture vertébrale

subject: cinéradiographie à haute vitesse

subject: modélisation expérimentale

subject: disque intervertebral

abstract:
Les blessures médullaires traumatiques causées par des fractures vertébrales peuvent avoir des conséquences neurologiques extrêmement graves sur la qualité de vie des patients. Ces traumatismes sont causés par des chargements à haute énergie. Or les fractures vertébrales suscitent de nombreuses interrogations à propos de leurs pathomécanismes et de leur instabilité, car elles sont complexes et apparaissent extrêmement rapidement.

De nombreuses études publiées ont essayé d’étudier ces pathomécanismes, mais il n’existe pas de consensus final et les argumentations manquent de preuves concrètes. Plusieurs des hypothèses font intervenir le disque intervertébral et l’action du nucleus pulposus comme facteur potentiellement critique.

L’objectif principal de ce mémoire est de développer et évaluer le potentiel de la cinéradiographie à haute vitesse pour visualiser les vertèbres et les composants des disques intervertébraux comme le nucleus pulposus pendant la modélisation expérimentale de fractures vertébrales à haute énergie. Dans le but d’atteindre ces objectifs, des injections d’une quantité minimale d’agent de contraste radio opaque liquide dans des disques intervertébraux porcins sont évaluées. La visualisation de l’intégralité du nucleus pulposus et l’impact des injections sur la pression intradiscale sont étudiées. De plus, des cinéradiographies à haute vitesse de fractures vertébrales en compression sont présentées et commentées.

L’injection dans un disque intervertébral porcin de 0,15 mL d’agent de contraste liquid suivie d’une période de diffusion de 24 heures semble être le meilleur compromis entre visualisation totale du nucleus pulposus et impact minimal sur la pression intradiscale. La cinéradiographie à haute vitesse montre un grand potentiel pour l’étude des fractures vertébrales à haute énergie. Elle permet une vue directe de la propagation de la fracture et de l’ordre de rupture des différents éléments. La visualisation du nucleus pulposus amène de nouvelles preuves sur son implication dans les fractures vertébrales à haute énergie.

Les bénéfices envisagés à long terme de la méthode proposée sont le développement de la compréhension dynamique des patrons de fractures vertébrales à haute énergie, de modèles numériques prédictifs et de nouvelles techniques de traitements plus efficaces et moins contraignantes pour les patients.


identifier: Tremblay, Marco  (2017). Easy to use power electronics converter.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

title: Easy to use power electronics converter

subject: Convertisseurs électriques Conception et construction.

subject: Électronique de puissance Appareils et matériel.

subject: Optimisation multidisciplinaire (Conception technique)

subject: Convertisseurs électriques Applications industrielles.

subject: Transistors bipolaires à grille isolée.

subject: Convertisseurs électriques Fiabilité.

subject: générateur

subject: ozone

subject: convertisseur de puissance

subject: onduleur

subject: prototypage rapide

subject: alimentation

subject: qualité de l’onde

subject: IGBT

subject: Simulink

abstract:
This work presents a power electronics converter design philosophy adapted to the needs of Original Equipment Manufacturers (OEMs) wanting to integrate them into their products and processes. A basic premise of this research is that the use of power electronics can help advance various processes and equipment. Noteworthy successes in transportation and energy are convincing examples supporting the validity of this premise.

Unfortunately, power electronics is an abstract field that takes many years of advanced studies to master. It is unthinkable for most users to modify their power electronics equipment themselves. This has greatly limited its diffusion, remaining unknown and misunderstood by potential industrial users.

Our objective is therefore to develop a power electronics converter that is as easy to use as the Programmable Logic Controllers (PLCs) that are so often used in industrial equipment. The converter is designed so that OEM staff can adapt it to improve their process, without the need to become power electronics experts. This philosophy was central to the design of this new power converter. The focus of this work is not on the electrical performance of this converter but on its functionalities designed to simplify its usage by the OEMs.

The chapter dedicated to design methodology also covers some reliability and safety aspects of this type of equipment. This subject is often neglected but is crucial to power converter designers. This is especially important when the converter is intended to be used by people less who are less aware of the dangers.

The usefulness of the design is presented in the last chapter, with a real industrial application in ozone production reaching up to 1.2MW.


identifier: Tran, Évelyne  (2017). Nouvelle méthode d'identification de causes fondamentales et leçons apprises pour réduire les dépassements de coûts et de délais : mesure de la performance d'identification des risques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Industrie aéronautique Coût Contrôle.

subject: Industrie aéronautique Gestion du risque.

subject: Analyse des causes profondes.

subject: Conception de produit.

subject: changement

subject: délai

subject: dépassement

subject: ingénierie

subject: modification

subject: technique

subject: développement de produits

subject: secteur aéronautique

subject: dépassements de coûts et de délais

subject: causes fondamentales

subject: leçons apprises

subject: performance de gestion du risque

abstract:
L'objectif de cette étude est de modéliser, implémenter et valider une méthode en aéronautique permettant de déterminer les causes fondamentales des dépassements de coûts et de délais et les leçons apprises associées et de comparer à l'industrie de la construction. L’étude souligne de plus le rôle des changements d'ingénierie et de la performance de gestion du risque.

La littérature dans la construction liste les causes fondamentales des écarts. Néanmoins celle-ci ne traite pas des leçons apprises ni de la performance en gestion du risque. De plus, l'absence d'articles scientifiques en aéronautique justifie les efforts pour déterminer comment la gestion du risque et des changements d'ingénierie peuvent interagir sur les écarts, et comment les leçons apprises peuvent les réduire.

La méthodologie employée pour cette étude est la science de la conception, où la method proposée est validée par itération jusqu'à l'obtention d'un résultat satisfaisant, répondant aux besoins. Des données empiriques sont recueillies par le biais d'entrevues semi-dirigées et d'ateliers conduits auprès d'acteurs impliqués dans un programme aérospatial majeur.

La méthode présentée permet de lister les causes fondamentales des écarts et d’extraire des leçons apprises. Une deuxième méthode est développée pour mesurer la performance du processus d'identification des risques. La majorité des risques sont des surprises menant à des écarts.

La littérature souligne l'importance particulière des changements d'ingénierie, ainsi que le role accru de la gestion du risque dans le contrôle des écarts et la mise en place de leçons apprises.