identifier: Goonewardena, Mathew Pradeep  (2017). Distributed radio resource allocation in wireless heterogeneous networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux locaux sans fil.

subject: Ressources radio Gestion Modèles mathématiques.

subject: Communications par étalement du spectre Modèles mathématiques.

subject: Brouillage électromagnétique Modèles mathématiques.

subject: Systèmes auto-organisés Modèles mathématiques.

subject: cellule

subject: petit

subject: théorie des jeux

subject: auto-organisation

subject: réseaux sans fil hétérogène

subject: théorie des mécanismes d’incitation

abstract:
This dissertation studies the problem of resource allocation in the radio access network of heterogeneous small-cell networks (HetSNets). A HetSNet is constructed by introducing smallcells(SCs) to a geographical area that is served by a well-structured macrocell network. These SCs reuse the frequency bands of the macro-network and operate in the interference-limited region. Thus, complex radio resource allocation schemes are required to manage interference and improve spectral efficiency. Both centralized and distributed approaches have been suggested by researchers to solve this problem. This dissertation follows the distributed approach under the self-organizing networks (SONs) paradigm. In particular, it develops game-theoretic and learning-theoretic modeling, analysis, and algorithms. Even though SONs may perform subpar to a centralized optimal controller, they are highly scalable and fault-tolerant.

There are many facets to the problem of wireless resource allocation. They vary by the application, solution, methodology, and resource type. Therefore, this thesis restricts the treatment to four subproblems that were chosen due to their significant impact on network performance and suitability to our interests and expertise. Game theory and mechanism design are the main tools used since they provide a sufficiently rich environment to model the SON problem. Firstly, this thesis takes into consideration the problem of uplink orthogonal channel access in a dense cluster of SCs that is deployed in a macrocell service area. Two variations of this problem are modeled as noncooperative Bayesian games and the existence of pure-Bayesian Nash symmetric equilibria are demonstrated. Secondly, this thesis presents the generalized satisfaction equilibrium (GSE) for games in satisfaction-form. Each wireless agent has a constraint to satisfy and the GSE is a mixed-strategy profile from which no unsatisfied agent can unilaterally deviate to satisfaction. The objective of the GSE is to propose an alternative equilibrium that is designed specifically to model wireless users. The existence of the GSE, its computational complexity, and its performance compared to the Nash equilibrium are discussed.

Thirdly, this thesis introduces verification mechanisms for dynamic self-organization of Wireless access networks. The main focus of verification mechanisms is to replace monetary transfers that are prevalent in current research. In the wireless environment particular private information of the wireless agents, such as block error rate and application class, can be verified at the access points. This verification capability can be used to threaten false reports with backhaul throttling. The agents then learn the truthful equilibrium over time by observing the rewards and punishments. Finally, the problem of admission control in the interfering-multiple access channel with rate constraints is addressed. In the incomplete information setting, with compact convex channel power gains, the resulting Bayesian game possesses at least one pureBayesian Nash equilibrium in on-off threshold strategies.

The above-summarized results of this thesis demonstrate that the HetSNets are amenable to self-organization, albeit with adapted incentives and equilibria to fit the wireless environment. Further research problems to expand these results are identified at the end of this document.


identifier: Blanchard St-Jacques, Benoit  (2011). Conception d'un convertisseur électronique de courant continu à fréquence de commutation adaptative et commutation douce pour l'entraînement d'une voiture électrique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Convertisseurs électriques Conception et construction.

subject: Convertisseurs électriques Coût-efficacité.

subject: Moteurs électriques Commande électronique.

subject: Véhicules électriques Batteries.

subject: commutation douce

subject: courant continu

abstract:
Ce document présente les étapes de réalisation d'un convertisseur de courant continu de 60kW pouvant être inclus dans l'entraînement électronique pour voiture électrique de l'entreprise TM4 inc. Les étapes de conception sont décrites et les résultats obtenus avec le prototype construit sont discutés.

L'objectif principal du projet est la diminution du coût du convertisseur actuel tout en conservant les performances (rendement de 97% à puissance maximale) et la plage d'opération. Le convertisseur présenté doit fonctionner pour une plage de tension d'entrée de 220 à 400V et une tension de sortie de 250 à 400V à puissance maximale (60kW).

La revue de la littérature et le choix de la topologie à réaliser en pratique ont été effectués avec l'objectif de limiter au possible les modifications sur l'entraînement électronique actuel et d'obtenir une technologie potentiellement implantable dans un produit commercialisable à court terme. Entre autres, les modules d'IGBTs utilisés ont été conservés.

Afin de diminuer le coût du convertisseur, la diminution du condensateur de sortie est apparue comme l'option de réduction du coût ayant le plus de potentiel. Afin d'accélérer la vitesse de régulation du convertisseur et de diminuer le condensateur, l'inductance a été réduite et un asservissement analogique du courant a été réalisé.

La topologie de convertisseur qui a été retenue est une topologie à trois bras d'IGBTs à commande entrelacée et commutation douce par éléments passifs. Afin de satisfaire le fonctionnement sur toute la plage d'opération, une stratégie de contrôle originale à fréquence variable a été implantée.

La vitesse de la régulation de la tension de sortie correspond aux simulations effectuées lors de la conception détaillée et permettrait la diminution du condensateur de sortie à 20% de sa valeur actuelle. Le convertisseur atteint un rendement de 97% à puissance nominale et maximale pour une tension de sortie de 250V. Le rendement à 400V de sortie peut être amélioré et différentes solutions rapidement implantables sont suggérées.


identifier: Benoit, Jocelyn  (2017). Approches de remplissage automatique de trous à l'intérieur d'images et de séquences vidéo.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Traitement d'images Techniques numériques.

subject: Infographie.

subject: Reconstruction d'image.

subject: Morphologie mathématique.

subject: détérioration

subject: effet

subject: manquant

subject: région

subject: remplissage

subject: trou

subject: synthèse de texture

subject: champ aléatoire de Markov

subject: haute définition

subject: usure

abstract:
À notre époque, les images et les séquences vidéo destinées au cinéma ou à la télévision sont fréquemment altérées durant l’étape de postproduction afin d’effectuer le remplissage de régions indésirables. Par exemple, les graffitis à caractères haineux présents dans une image sont supprimés. Pour produire un résultat de qualité, il est important que le remplissage ait une apparence réaliste et qu’il présente des signes d’usure. Les méthodes actuelles traitant de ce problème ne sont pas adaptées puisqu’elles utilisent des paramètres peu intuitifs et qu’elles traitent généralement d’un seul effet de détérioration. Le remplissage peut aussi se faire sur une séquence vidéo dans laquelle la perche de son a malencontreusement été filmée. Le remplissage de régions manquantes dans une séquence vidéo pose des défis additionnels, comme la cohérence spatio-temporelle et la grande quantité d’information à traiter, et les approches actuelles sont inadaptées. En effet, la plupart des méthodes, dont celles basées sur les champs aléatoires de Markov, ne peuvent traiter directement la haute résolution dans un délai raisonnable. De plus, les méthodes actuelles sont limitées par le type de mouvement de caméra, la taille des régions indésirables et la variation de l’intensité lumineuse.

Un objectif de cette thèse est de développer un système de remplissage qui permet la génération d’effets de détérioration basé sur une image échantillon contenant un exemple de l’effet voulu. Pour y arriver, une approche de synthèse de textures par remplissage de trous qui ne comporte aucun paramètre complexe à manipuler par l’artiste et qui permet de reproduire de nouveaux effets similaires est introduite. Un deuxième objectif est l’élaboration d’un système de remplissage de régions manquantes de séquences vidéo de haute définition. Un algorithme de synthèse de textures par remplissage de trous est adapté en tirant profit du principe de la cohérence et d’une recherche locale. De plus, le dernier volet de la thèse présente une approche de remplissage basée sur le suivi de caractéristiques invariantes permettant de compléter de très grandes régions manquantes provenant de séquences vidéo filmées avec des mouvements de caméra non-triviaux.

Les résultats obtenus à partir des différentes contributions du projet de recherche montrent un réalisme accru lors du remplissage de régions manquantes d’images et de séquences vidéo. Les différentes méthodes sont faciles d’utilisation et intuitives puisqu’elles ne possèdent aucun paramètre complexe à spécifier par l’artiste. De plus, elles s’intègrent bien dans le processus itératif de création de ce dernier. Finalement, les petits temps de calculs rendent faciles leur intégration dans le pipeline de production des studios.


identifier: Breton-Dufour, Mélissa  (2017). Étude de méthodes de régionalisation des paramètres des modèles hydrologiques et application à un bassin versant non-jaugé au Mexique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Bassins hydrographiques Mexique.
Cours d'eau Jaugeage Mexique.
Modèles hydrologiques.
Hydrologie Méthodes de simulation.
régionalisation
modélisation hydrologique
bassin versant non-jaugé
similitude physique
proximité spatiale

abstract:
Dans le cadre de ce projet de recherche, l’objectif était de déterminer les apports en eau à un bassin versant mexicain qui n’est pas muni de jauges hydrométriques, c’est-à-dire où aucune donnée de débit n’est disponible. Sans de telles données, la modélisation hydrologique traditionnelle sur des bassins versants dits non-jaugés n’est pas réalisable. Pour y parvenir, quatre méthodes d’estimation des débits aux sites non-jaugés sont généralement utilisées. Ces quatre méthodes sont connues sous l’appellation de « méthodes de régionalisation » et permettent le transfert des données à partir de bassins jaugés vers des bassins non-jaugés. Malgré plusieurs études réalisées sur le sujet, aucune méthode n’a été identifiée comme étant la plus performante à grande échelle. Trois méthodes ont été retenues dans le cadre des présents travaux, lesquelles reposent sur le transfert de paramètres des modèles hydrologiques. La quatrième méthode, soit la régression linéaire multiple, s’est souvent montrée inapte dans les conditions telles que celles qui sont rencontrées au Mexique et n’a pas été considérée.

À la connaissance de l’auteure de ce mémoire, le Mexique n’a pas encore été l’objet de telles études; ainsi, une première partie de ces travaux a été consacrée à tester l’applicabilité des trois méthodes choisies sur un grand secteur se trouvant dans la partie centrale du Mexique. Cet objectif a permis d’identifier l’approche à privilégier pour la régionalisation sur le bassin versant non-jaugé visé par cette étude, soit celui de Naolinco. Ce bassin est d’importance pour l’économie locale et régionale et est aux prises avec des problèmes de qualité et de quantité d’eau.

Ce projet a permis de découvrir que les méthodes de régionalisation ne performent pas très bien au Mexique, majoritairement dû à la qualité variable des données sur lesquelles les simulations hydrologiques sont basées. Certaines parties du secteur à l’étude ont cependant démontré des résultats très satisfaisants en régionalisation des paramètres par proximité spatiale avec un nombre de bassins donneurs supérieur à un, et ce peu importe lequel des trois modèles hydrologiques considérés (MOHYSE, GR4J et HSAMI) est utilisé. Il faut mentionner que pour les bassins sur lesquels les modèles hydrologiques étaient en mesure de bien reproduire les débits observés (étape de calibration), les performances en régionalisation étaient généralement très bonnes, démontrant ainsi l’importance qui doit être accordée au choix du modèle hydrologique utilisé et au nettoyage initial des données de base.


identifier: Suprême, Hussein  (2017). Détection en temps réel de l'instabilité transitoire des réseaux électriques avec les mesures synchronisées de phaseurs.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité Modèles mathématiques.

subject: Électricité Distribution Modèles mathématiques.

subject: Données volumineuses Gestion.

subject: Forêts d'arbres décisionnels.

subject: Algorithmes de boosting.

subject: courant

subject: phase

subject: synchrophaseur

subject: centre de puissance (COP)

subject: prédiction de l’instabilité

subject: stabilité transitoire

subject: stabilité dynamique

subject: forage de données

subject: arbre de décision

subject: forêt aléatoire

subject: évaluation de la sécurité dynamique (DSA)

abstract:
Les synchrophaseurs également appelés Phasor Measurement Units, couplés d'un système GPS, permettent de mesurer la phase du courant plus de 30 fois par seconde, soit une fréquence 120 fois plus grande que celle des systèmes actuels. Ils donnent la possibilité de cartographier en temps réel les phases du réseau électrique ; ce qui de toute évidence, facilite leur contrôle, leur surveillance, leur compréhension et leur gestion optimale. Les applications des synchrophaseurs incluent le contrôle étendu, la validation du modèle système, la détermination des marges de stabilité, l’optimisation de la charge pour un système stable, la détection d'îlotage, l’enregistrement des perturbations à l'échelle du réseau et la visualisation de la réaction dynamique du réseau. Avec cette technologie en vogue, les opérateurs de réseaux disposent d’une quantité d’informations très importante à manipuler.

La présente thèse a pour objectif de proposer aux opérateurs de réseaux électriques une démarche systématique qui permet de prédire l’instabilité des réseaux électriques en temps réel en extrayant les signatures cachées dans la masse de données fournies par les synchrophaseurs. Étant donné que le forage de données dispose d’un ensemble d'algorithmes conduisant à la construction des modèles, on exploite dans ce travail la forêt aléatoire d’arbres de décision et le boosting. Ces algorithmes vont chercher un maximum de connaissances dissimulées dans les données.

On propose un nouveau concept pour l’étude de l’instabilité : le Centre de Puissance (COP). Cette notion est une extension du centre d’inertie et de l’approche de mesure de zone étendue et de système de contrôle de tension. Elle prend en compte les valeurs de puissances effectives du réseau déduites des mesures des synchrophaseurs. À chaque région du réseau, on associe un centre de puissance de vitesse. On constate une instabilité dans le cas où le COP de vitesse de deux régions quelconques ne cesse de s’éloigner. On a aussi proposé deux indices de détection de l’instabilité se basant sur les COP de vitesse et les mesures des synchrophaseurs. La divergence de ces indices confirme que le réseau a perdu son synchronisme. Contrairement au snapshot largement utilisé dans la littérature, on propose dans cette thèse d’utiliser une fenêtre glissante lors de l’analyse de l’instabilité. Cette dernière a comme avantages de favoriser une prise de décision en tout temps sans un détecteur de défaut au préalable et de mettre à jour la base de données sur l’état du réseau avec l’arrivée de nouvelles données sans perdre les informations contenues dans les données précédentes.

Pour évaluer l’importance des prédicteurs proposés dans la construction des modèles de forêt aléatoire et de boosting, on considère trois scénarios. Dans le premier, on retient comme prédicteurs les variables découlant du COP, les indices proposés et toutes les variables mesurées et estimées. On constate qu’une plus grande importance relative est accordée aux prédicteurs directement liés au COP et aux mesures synchrophasées dans la construction des modèles de prédiction de l’instabilité en temps réel. Dans le deuxième scénario, l’emphase est mise uniquement sur les prédicteurs proposés et les mesures synchrophasées. Il résulte que les écarts entre l’exactitude, la fiabilité et la sécurité des modèles de prédiction obtenus dans les deux scénarios sont très faibles. De plus, les taux de mauvaise classification et de fausse alarme se rapprochent. On en déduit que les prédicteurs proposés constituent un bon compromis entre la faible perte de précision du modèle et la diminution de la taille de la base de données sur laquelle l’apprentissage est effectué. Le troisième scénario permet de généraliser et de démontrer que les prédicteurs proposés ne dépendent pas du réseau.

Finalement, on propose une nouvelle approche adaptative de mise à jour du modèle de prédiction. L’état du réseau est déterminé par une double vérification : une première se reposant sur le modèle de la forêt aléatoire initialement construit et la seconde se basant sur un boosting. À chaque boosting construit, on attribue un indicateur qui dépend du poids de chacun des arbres du modèle et des erreurs y relatives. Lors de la mise à jour, cet indicateur est comparé au précédent et autorise ou non l’adoption du nouveau modèle de prédiction pour les événements futurs.


identifier: Halli, Hamza  (2017). Ordonnancement des instructions pour un processeur ARM endochrone.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: ARM (Microprocesseur) Conception et construction.

subject: Ordonnancement (Informatique) Modèles mathématiques.

subject: Traitement du signal Techniques numériques Appareils et matériel.

subject: Compilation (Informatique).

subject: AnARM

subject: architecture

subject: asynchrone

subject: ordonnancement des instructions

subject: processeurs endochrones

subject: optimisation logicielle

abstract:
Les processeurs endochrones, par définition, utilisent des mécanismes locaux de synchronisation leur permettant de s’affranchir du maintien d’un signal d’horloge globale. Cette spécificité les rend moins énergivores comparativement aux processeurs synchrones. Toutefois, les processeurs endochrones sont moins populaires en raison du manque d’outils de design et de vérification ainsi que l’évolution rapide des processeurs synchrones en terme de performance.

Ce mémoire s’inscrit dans le cadre du projet AnARM visant à développer un processeur à usage général ARM basé sur une architecture endochrone. Ce mémoire vise plus particuliè-rement l’exploration des méthodes d’ordonnancement des instructions pour développer une stratégie d’ordonnancement, basée sur les caractéristiques architecturales de l’AnARM, dans le but d’en améliorer les performances.

L’ordonnancement des instructions est une optimisation du compilateur ayant un grand impact sur la qualité du code généré. Cette optimisation consiste à résoudre un problème NP-complet en tenant compte des contraintes imposées par l’architecture du processeur cible. Tandis que l’ordonnancement des instructions pour les architectures synchrone bénéficie d’une large couverture littéraire, l’ordonnancement pour les architectures asynchrones a été moins abordé, en raison des nouvelles contraintes imposées par les mécanismes de synchronisation utilisées par ces architectures.

Ce mémoire présente l’élaboration, l’implémentation et l’évaluation d’une stratégie d’ordonnancement pour le processeur endochrone AnARM. La méthode d’ordonnancement présentée dans ce mémoire utilise un modèle d’ordonnancent dynamique basé sur le comportement spatio-temporel de l’AnARM. Cette méthode a été implémentée au sein d’un compilateur commercial moderne et évaluée comparativement à des méthodes d’ordonnancement usuelles. La méthode d’ordonnancement présentée dans ce mémoire engendre des améliorations de la performance allant de 6,22% à 17,48%, tout en préservant l’avantage énergétique de l’architecture endochrone à l’étude.


identifier: Ouled Sghaier, Moslem  (2017). Extraction des structures linéaires à partir des images satellitaires à très haute résolution pour l'aide à la gestion des catastrophes majeures.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Télédétection.
Catastrophes.
Images-satellite.
Systèmes d'information géographique.
Gestion des situations d'urgence.
Détection des structures linéaires
gestion des catastrophes majeures
analyse multiéchelle
identification des dommages

abstract: Durant les dernières décennies, le domaine de la télédétection et de l’imagerie satellitaire a connu un intérêt accru auprès de plusieurs gouvernements et organisations nationales et internationales. Cet intérêt apparaît dans le nombre énorme de satellites de télédétection qui gravitent autour de la Terre. Les capteurs installés sur ces satellites offrent chaque jour des images de plus en plus précises de différentes régions de la Terre pour combler divers besoins : cartographie, mise à jour des bases de données géographiques et détection des changements. Parmi ces différents champs d’application, nous nous intéressons à la gestion des catastrophes dans lesquelles la télédétection contribue à l’amélioration de la réponse des équipes de secours et à l’organisation des efforts de recherche. Quand une catastrophe se produit, la télédétection est souvent le seul moyen de voir ce qui se passe sur le terrain. Il est très utile de savoir si les routes sont praticables afin de diriger les équipes de secours sur le terrain et gagner du temps qui compte pour sauver des vies et limiter les dégâts. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse qui vise à élaborer une méthode efficace et opérationnelle pour l’extraction des structures linéaires et l’évaluation de leurs dommages suite à une catastrophe majeure. Selon la nature des données utilisées en entrée, deux différentes approches sont proposées pour résoudre les problèmes d’extraction des dommages des routes à partir des images optiques et l’identification des zones inondées à partir des images radar, respectivement. La première approche se base principalement sur l’analyse multiéchelle en beamlets pour extraire les segments candidats à partir de la liste des contours de l’image dans un premier temps, puis la relation spatiale entre les segments extraits à partir des différentes échelles est utilisée pour reconstruire le réseau routier. Finalement, la théorie des fonctions de croyance est appliquée pour identifier la nature des changements en utilisant le raisonnement evidentiel multidimensionnel. La deuxième approche présente une nouvelle technique pour extraire les zones inondées à partir des images radar basée sur la combinaison des mesures de texture locales calculées en chaque pixel de l’image et sur des connaissances globales associées à la forme de l’objet d’intérêt. Puis une étape de détection de changement basée sur la logique floue est appliquée afin d’identifier les régions inondées. Les deux approches proposées ont été testées sur des images optiques du satellite GeoEye-1 du tremblement de terre qui a eu lieu en Haïti en 2010 et des images radar des inondations de la rivière Richelieu en 2011, acquises par le satellite RADARSAT-2. Les résultats des études expérimentales démontrent la robustesse et l’efficacité des deux approches décrites.


identifier: Ben Jemaa, Mohamed Yassine  (2017). Implémentation de solutions intégrées pour la gestion de l’information dans les chantiers de construction.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
technologies mobiles (TM)
gestion de l’information
chantier de construction
implémentation

abstract:
La construction est une industrie où les projets sont tributaires de l'efficacité avec laquelle l’information peut circuler entre les intervenants. La faible productivité de l’industrie que l’on constate aujourd'hui pourrait être expliquée en partie par la fragmentation de l'information dans les projets. De plus, l’industrie de la construction se caractérise par l’unicité des produits livrés. Ceci implique que les projets devront être gérés et réalisés avec des organisations temporaires qui perdurent rarement au delà d’un projet unique.

Là où des technologies comme le DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) ont été generalises dans l’industrie depuis plus de deux décennies et où de nouvelles technologies comme le BIM (Building Information Modeling) sont en train de prendre une part de plus en plus importante du marché, les chantiers sont aujourd’hui les derniers à profiter des nouvelles technologies de l’information, et en dépit du fait qu’ils sont sujets à des échanges d’information importants, le support dominant reste encore le papier.

L’évolution des Technologies Mobiles dans les dernières années offre plusieurs nouvelles pistes d’amélioration au niveau de la gestion de l’information sur les chantiers de construction. Les technologies infonuagiques offrent plusieurs possibilités de centralisation et de partage d’information, et certaines entreprises innovantes ont commencé à intégrer plusieurs de ces technologies mobiles dans leurs pratiques sur chantier.

Ce mémoire présente les résultats d’une étude de cas exploratoire d’une année qui vise à investiguer l’introduction et l’adoption des Technologies Mobiles (TM) dans les organisations de la construction. Ce projet a exploré le processus d’analyse de solutions technologique, d’essais et d’activités pilotes sur chantier dans un contexte industriel et dans les premières étapes d’un projet d’implémentation. L’objectif derrière cette recherché exploratoire est de tirer des apprentissages au sujet du déploiement et de l’implémentation des TM au sein des organisations.


identifier: Boaretto, Yannick  (2017). Conception d’un dispositif d’ostéosynthèse des fractures de la grande tubérosité humérale.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
ostéosynthèse
plaque
humérus proximal
fracture de la grande tubérosité
dimensions
morphologie

abstract:
La réduction des fractures de type split de la grande tubérosité (GT) de l’humérus proximal par des dispositifs d’ostéosynthèse de type plaque apparaît comme étant la solution de fixation la plus efficace. Or le matériel couramment utilisé n’est pas adapté aux dimensions mises en jeu puisqu’il englobe l’ensemble de l’os. De plus, ce type de fracture n’a à ce jour jamais fait l’objet d’une définition détaillée.

L’objectif principal de ce projet de recherche est de proposer un dispositif de plaque d’ostéosynthèse spécifiquement adaptée à la GT. Pour cela, trois sous-objectifs secondaires ont été définis :
1 Caractériser géométriquement et morphologiquement la fracture de type split,
2 Concevoir un design préliminaire de plaque adapté à la GT,
3 Évaluer ce design en fonction des critères de conception et en termes de capacité d’adaptation.

Pour atteindre ces trois sous-objectifs, la première étape du projet a été l’étude de la fracture, basée sur les principes de la recherche observationnelle. Il s’en est suivi la conception d’un design préliminaire sur le logiciel de conception CATIA V5R21, concept qui a finalement été évalué via l’impression 3D de prototypes et des analyses par éléments finis.

La fracture de type split de la GT a été définie en termes de dimensions et de formes. Un cahier de charges a permis la proposition de différentes solutions de designs de plaques qui ont ensuite fait l’objet d’un processus de sélection amenant à la définition d’un concept préliminaire final. L’évaluation du design de ce concept par rapport aux critères de conception a donné des résultats positifs, et le concept lui-même a montré une bonne aptitude au positionnement et à l’adaptation.

Les objectifs de ce projet ont été remplis avec la définition détaillée de la fracture de type split et la réalisation d’un concept préliminaire de plaque d’ostéosynthèse viable. Il reste cependant des détails à régler d’abord au niveau de la conception notamment pour la définition des perçages et pour la mise aux normes. Au niveau de l’évaluation, une étude mécanique de l’ensemble du concept pourra être mise en place afin de valider définitivement le concept réalisé.


identifier: Cambron, Philippe  (2017). Détection de sous-performances de centrales éoliennes avec l’aide de cartes de contrôle.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
énergie éolienne
centrale éolienne
surveillance
cartes de contrôle
EWMA
detection de sous-performances
courbe de puissance

abstract:
L’objectif principal de cette thèse est de développer des méthodes pour la surveillance des centrales éoliennes. Cela répond aux besoins actuels des exploitants de centrales éoliennes qui, avec le vieillissement de leurs installations, se préoccupent davantage de l’état de leurs éoliennes. Les méthodes développées dans le cadre de cette thèse se veulent donc des solutions applicables dans un contexte industriel. Leur but est de détecter des sous-performances des éoliennes composant la centrale. Pour ce faire, les données opérationnelles des centrales éoliennes sont utilisées. Ces méthodes ne demandent aucun ajout d’instruments de mesure supplémentaires et aucune inspection régulière des éoliennes ce qui facilite leur déploiement. Cela augmente aussi la portée du projet en rendant les méthodes de surveillance proposes applicables à la pluspart des centrales éoliennes.

Trois méthodes de surveillance des centrales éoliennes ont été développées. La première fait la surveillance de la performance des éoliennes via leur courbe de puissance. Dans un premier temps, la courbe de puissance est modélisée avec une méthode inspirée de celle des casiers (bins) décrite dans la norme IEC 64100-12-1. Puis, le résidu entre la puissance observée et la puissance espérée par le modèle est analysé avec l’aide des cartes de contrôle Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) et Generally Weighted Moving Average (GWMA).

La deuxième méthode fait la surveillance du roulement principal de l’éolienne avec l’aide d’un modèle physique basé sur le transfert de chaleur. Un roulement défectueux va dégager advantage d’énergie thermique à cause d’une augmentation de la friction. Comme dans la première méthode, une carte de contrôle EWMA est utilisée pour identifier les cas problématiques. Deux études de cas sont présentées, illustrant ainsi l’intérêt de cette approche.

La troisième méthode proposée est basée sur les données (data driven). Elle fait appel à l’écart entre une éolienne et la moyenne des autres éoliennes de la centrale pour chaque propriété mesurée sur ces éoliennes (puissance, azimut, température des compostants, etc.) Pour determiner si un changement de comportement est subvenu, une carte de contrôle EWMA est utilisée.

Cette thèse émane d’un partenariat industriel. Les données utilisées pour développer et valider les méthodes de surveillance proposées proviennent des centrales éoliennes de Cartier Énergie Éolienne. À travers ce développement et l’implantation des méthodes, plusieurs problèmes de fonctionnement des éoliennes et de leurs compostants ont été rapportés. L’identification de cas problèmes témoigne du potentiel industriel du travail réalisé dans le cadre de ce projet de doctorat.


identifier: Boudreau, Amélie  (2017). Analyse des performances et des émissions polluantes d'un moteur à allumage commandé à injection directe lors de l'utilisation de carburants oxygénés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Véhicules automobiles Moteurs Injection du carburant.

subject: Moteurs à explosion Carburants de remplacement Performances.

subject: Essence oxygénée.

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

subject: Carburants Essais.

subject: moteur à allumage commandé

subject: injection directe

subject: carburants oxygénés

abstract: L'injection directe est une technologie prometteuse de plus en plus utilisée dans l'industrie automobile.  De plus, avec le prix du prétrole qui ne cesse d'augmenter et les réserves en ressources fossiles qui diminuent, l'attrait pour les carburants alternatifs renouvelables se fait sentir.  C'est donc dans l'optique de vérifier l'influence de l'intégration de différents carburants oxygénés dans l'essence sur les performances moteur et les émissions polluantes que cette recherché a été menée. Six carburants oxygénés ont été testés en mélange avec de l'essence à des concentrations volumiques de 10 %, 20 % et 40 % au sein d'un moteur à allumage commandé et injection directe.  En ce qui a trait aux performances moteur, peu de variations ont été mesurées quant à la stabilité de la combustion. Il a été observé que la consommation de carburant augmentait pour tous les mélanges oxygénés, et ce, de façon linéaire avec la concentration d'oxygène contenu dans le carburant. Il a également été observé que l'ajout de carburants oxygénés entrainait une diminution du délai d'inflammation par rapport au cas où l'essence était utilisée pure alors que la durée de la combustion turbulente développée s'est révélée plus longue pour presque tous les carburants.  Peu de variations ont été mesurées en ce qui concerne les émissions de CO et de HC alors qu'une diminution notable des émissions de NO a été notée, cette diminution étant probablement due à une température des gaz brulés plus faible dans le cylindre. Pour ce qui est des particules, une importante augmentation a été remarquée lors d'ajout d'acétone alors que pour tous les autres carburants testés une diminution a été notée. Une etude sur les différents indicateurs de pouvoir suivant (TSI, OESI, YSI, FESI et PMI) a révélé que le FESI offrait une meilleure prediction des données expérimentales (excluant l'acétone). Le FESI ayant toutefois été développé dans le but de rendre compte de l'effet de la composition chimique d'un carburant donné sur sa propension à former des suies, des analyses complémentaires ont dû être opérées afin de relier cet indicateur à certaines propriétés phyisiques des carburants pour ainsi reproduire plus finement les tendances obtenues expérimentalement notamment dans le cas de l'acétone. Pour ce faire, une procedure d'optimisation faisant appel à un algorithme génétique a été utilisé pour obtenir une équation permettant de reproduire les tendances expérimentales obtenues, en incluant cette fois-ci l'acétone.  Ainsi, le pouvoir calorifique inférieur et la chaleur spécifique à pression constante sont apparus comme étant deux propriétés essentielles influençant la production de particules.


identifier: Kemi Yotat, Franck Eric  (2017). Optimisation des stratégies de fabrication et de réutilisation de l'aluminium en logistique inverse.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Aluminium Recyclage.

subject: Logistique inverse.

subject: Technique de la production.

subject: Commande stochastique Modèles mathématiques.

subject: Commande stochastique Méthodes de simulation.

subject: système manufacturier

subject: commande optimale stochastique

subject: simulation

subject: plan d’expérience

subject: logistique inverse en boucle ouverte

subject: produit en fin de vie en aluminium

abstract:
Le présent travail de recherche traite le problème de commande optimale stochastique d’une unité de recyclage de l’aluminium en logistique inverse. L’unité considérée est en boucle ouverte c’est-à-dire, dissociée de la ligne d’approvisionnement directe et assimilée à une machine produisant un seul type de produit (M1P1) sujette à des pannes et reparations aléatoires. L’unité est alimentée à un taux de retour constant des produits en fin de vie en aluminium et doit satisfaire une demande client à taux constant. Face à ces indisponibilités aléatoires de la machine, à la contrainte de satisfaction de la clientèle, il s’avère impératif de mettre sur pied une politique optimale de production devant permettre de suppléer à la demande client. Dans notre travail, nous considérons aussi le cas du taux de retour aléatoire afin de nous rapprocher de la réalité industrielle.

L’objectif de cette étude est de proposer une politique optimale de production qui permettra de minimiser les coûts de mise en inventaire et de pénurie. Les variables de décision sont le taux de production de l’unité ainsi que le taux d’élimination des retours collectés tandis que les variables d’états sont respectivement les niveaux d’inventaires des retours et des produits finis.

Un modèle de commande optimale stochastique du problème posé a été élaboré en utilisant les chaînes de Markov homogènes (taux de transition constant) et a conduit aux équations de type Hamilton-Jacobi Bellman. Compte tenu de l’inexistence des méthodes analytiques de résolution des équations obtenues, une méthode numérique basée sur l’approche de Kushner et Dupuis (1992) a été utilisée et nous avons obtenu une politique optimale de type seuil critique (Hedging Point Policy). Considérant le fait qu’il n’existe pas de relation fonctionnelle entre le critère de performance du modèle étudié et les variables indépendantes dans un cas général, nous avons combiné l’approche analytique à la simulation, le plan d’expériences et l’analyse de la variance (ANOVA) afin de déterminer les facteurs qui influencent la réponse de manière significative, estimer une corrélation entre la réponse et ces facteurs significatifs et de dégager les valeurs optimales des variables qui minimisent les coûts. Les résultats obtenus ont montrés que la politique de production dépend du niveau d’inventaire des retours et des produits finis disponible. Ces résultats obtenus ont été validés par une analyse de sensibilité.


identifier: Berraha, Youness  (2017). Caractérisation expérimentale des propriétés thermiques de granulats de verre postconsommation et analyse par simulation numérique du comportement thermique d'une structure de chaussée avec couche de verre postconsommation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Glasphalte Propriétés thermiques.

subject: Granulats Matériaux Conductivité thermique.

subject: Granulats Essais.

subject: Chaussées Matériaux Simulation par ordinateur.

subject: VPC

subject: matériaux recyclés

subject: structure de chaussée

subject: matériaux de fondation

subject: simulations numériques

abstract:
En 2014, ce sont près de 200 000 tonnes de verre qui ont été générées par la société québécoise dont une part non négligeable (57%) est entreposée dans des lieux d’enfouissements techniques, car souvent impropre au recyclage. Il convient donc de trouver des solutions innovantes à l’utilisation de ce verre postconsommation (VPC). L’incorporation de particules de verre dans la structure de chaussée est un concept datant des années 70 et qui a refait surface au LCMB. Les performances mécaniques et hydrauliques de matériaux de chaussées incorporant des particules de VPC ont été très bien documentées tandis que l’aspect thermique est souvent négligé, voir ignoré. Pourtant, le verre est bien connu pour ses propriétés thermiques isolantes et le recours à des couches de conductivité thermique est souvent utilisé pour limiter la pénétration du front de gel.

Le présent projet de recherche a pour objectif d’évaluer l’impact de l’incorporation de VPC dans des mélanges granulaires de pierre calcaire, et ce, par le biais d’essais expérimentaux sur les matériaux, mais également des simulations numériques à l’échelle de la chaussée. Les essais expérimentaux ont permis de mesurer la conductivité et diffusivité thermique de mélange de VPC et de pierre calcaire, et ce, pour différentes classes granulométriques et différentes teneurs en eau et en verre. Les résultats de cette première phase ont mis en évidence l’impact important de la teneur en eau et l’influence de la teneur en verre sur les propriétés thermiques des différents mélanges considérés. D’autre part, le recours aux simulations numériques a permis d’obtenir un aperçu du régime thermique d’une structure de chaussée incorporant une couche de VPC. L’influence de la position et de l’épaisseur de la couche de VPC a été analysée au cours de cette deuxième phase du travail. L’analyse s’est principalement concentrée sur l’évolution du front de gel dans la structure de chaussée et les résultats montrent la conséquence de l’incorporation de cette couche de VPC avec notamment une diminution de la profondeur de pénétration du front de gel.


identifier: Tanoh, Niamien Bla Marie Janvier  (2017). Monitoring des effets dynamiques de polarisation dans des liaisons optiques cohérentes à 40 Gbit/s et 100 Gbit/s.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
effets de polarisation
fluctuations de polarisation
monitoring
transpondeur cohérent
polarimètre

abstract:
Les systèmes de transmission à fibre optique cohérents déployés depuis quelques années offrent des capacités par canal de plus en plus élevées (40 Gbit/s et plus). Ces systèmes basés sur le multiplexage en polarisation du signal optique doivent donc être plus robustes aux effets de polarisation afin d’éviter des dégradations de performance qui pourraient conduire à des pannes dans des cas extrêmes.

Dans ce mémoire, une analyse des mesures de performance et d’effets de polarisation réalisées dans deux liaisons optiques cohérentes est présentée. Ces mesures ont été obtenues en effectuant le monitoring d’une liaison aérienne régionale pendant une période de 22 mois et d’une liaison enfouie dans une zone métropolitaine durant 6 mois, à l’aide de transpondeurs cohérents et de polarimètres rapides. Différentes analyses ont été faites à l’aide d’outils de traitement des données développés sous Matlab.

Dans la première partie du mémoire, une analyse des évènements de polarisation excédant 1,27 rad/ms observés dans la liaison aérienne de 1020 km à 40 Gbit/s est présentée. Les mesures ont été effectuées avec un polarimètre à une fréquence d’acquisition de 20 kHz. Une analyse des variations rapides de polarisation dans une liaison enfouie de 240 km à 100 Gbit/s déployée dans une zone métropolitaine est également présentée. Les mesures ont été obtenues à l’aide d’un polarimètre opérant à 24 kHz et 390 kHz.

En deuxième partie, une analyse comparative des effets de polarisation (SOP, PMD, PDL) observés dans les deux liaisons optiques étudiées est effectuée et les résultats sont comparés à des mesures similaires effectuées précédemment dans une liaison optique enfouie de 230 km.

En troisième partie, une étude de l’erreur de suivi de la polarisation par le transpondeur cohérent fait ressortir le lien entre l’erreur de suivi de la polarisation et la bande passante du filtre adaptatif du récepteur cohérent.


identifier: Rivadeneira Erazo, Alex Homero  (2017). Early detection using CRC precoding and polar codes for low latency communications.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence odèles mathématiques.

subject: Transmission sans fil.

subject: Logiciels de communication.

subject: Télécommunications.

subject: fréquence

subject: schema

subject: détection précoce

subject: latence moyenne

subject: taux d’erreur de blocage

subject: contrôle de redondance cyclique

subject: codes polaires

abstract:
One of the foreseen challenges of the fifth generation (5G) of wireless communications is to support ultra-low latencies for new real-time applications. Near future applications are based on machine-to-machine (M2M) communications that demand lower latencies than humancentric communications. The aim of this work is to reduce the detection latency of an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) system while maintaining the error rate of its synchronous detection scheme. A scheme of sequential early detections or asynchronous detections, based on cyclic redundancy check (CRC) and polar codes, is used for this purpose. The sequential detection is carried out through a message-checking loop between the CRC decoder and a sampling buffer.

Considering a communication system without any feedback of the channel status, we make sure that the Bhattacharyya construction method generates the best possible polar codes over AWGN channels. This is achieved by determining the best design signal-to-noise (SNR) ratio parameter of the polar code construction. Based on Vangala’s search method, block-error rates (BLER) of possible design-SNRs are compared to determine the best design parameter. Under the best design-SNRs, the Bhattacharrya construction method obtains similar block-error rates as the Tal&Vardy construction method for specific ranges of SNR.

A multicarrier communication system is used considering that a block of symbols, constituting a message, can be transmitted in parallel and received simultaneously. Besides, the reception processing time of a short message in an OFDM system is much less than the duration of the OFDM symbol period. Taking advantage of this, the strategy of iterative early detections before the end of the symbol duration can reduce the detection latency of a message. However, a suitable setting of an early detection scheme based on concatenated CRC-polar codes is not yet known. We propose two selection processes to determine CRC polynomials and initial detection times (IDT) of the early detection scheme. Although the latency results do not achieve the optimal latency in the finite-blocklength regime, the CRC-based sequential early detection scheme using appropriate parameters achieves a detection latency improvement of 40% for a SNR of 4dB. The resulting error performance approaches to the BLER of a scheme without early detections as the block length of the polar code increases. Furthermore, three detection distributions are analyzed in terms of their statistical average latencies in the finite-blocklength regime and using CRC-polar codes. Results show that the average detection latency improves with short time intervals between asynchronous detections.


identifier: Guo, Meng  (2017). Polyethylene/polyhedral oligomeric silsesquioxanes composites : electrical insulation for high-voltage power cables.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Câbles électriques Isolation.

subject: Polyéthylène Propriétés électriques.

subject: Polyéthylène Propriétés thermiques.

subject: Diélectriques.

subject: nanodiélectrique

subject: composite

subject: morphologie

subject: résistance à l’érosion face aux décharges partielles

subject: tension de claquage

subject: constante diélectrique

subject: perte diélectrique

subject: conductivité thermique

abstract:
In order to meet the increasing demand for electricity and electrical power’s efficient transmission, power ratings and operating voltages have seen a continuous rise over the years, which inevitably brings greater electro-thermal stresses to power cable insulation. Polyethylene (PE), an insulating material widely used in underground power cables, is susceptible to electrical degradation and exhibits a low thermal conductivity. Consequently, there is a compelling need to improve its dielectric and thermal performances.

During the last decades, considerable attention has been given to a new class of dielectric material—nanodielectrics, i.e. dielectric composites containing nanometric fillers. They are frequently reported to have superior dielectric properties as compared to neat polymers and microcomposites, and thus have great potential to serve as the insulating materials for highvoltage (HV) power cables. Nonetheless, such property enhancements can only be achieved when the nano-filler has a good size dispersion and spatial distribution within the host dielectric. However, due to nano-fillers’ strong tendency to agglomerate, and their generally poor compatibility with polymers, their dispersion is often compromised with aggregates of micrometric sizes. Furthermore, hydrophilic nano-fillers attract water to the filler-matrix interface, not only impairing the crucial role of the interphase, but also causing property and material degradation. In order to facilitate a homogeneous nanoscaled filler dispersion and prevent water absorption, inorganic nano-fillers are commonly treated with dispersants and coupling agents. However, this adds extra work to material fabrication. Moreover, little is known about the long-term stability of these surface modifications under electro-thermal stresses. Furthermore, a thorough removal of hydrophilic groups may not be straightforward, and so is the complete prevention of filler aggregation and water absorption.

In this context, the objective of this PhD research is to develop PE-based nanodielectrics with enhanced dielectric and thermal performances, as insulating materials for HV underground power cables.

In order to avoid the aforementioned problems concerning surface modifications, polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS), which are by nature nanoscaled molecules bearing builtin functionalities, were used. POSS selection, POSS loading and fabrication method all play an important role in developing PE/POSS nanodielectrics with enhanced performances. In this project, three types of POSS with different alkyl substituents were studied—solid octamethyl-POSS (OmPOSS, OM), solid octaisobutyl-POSS (OibPOSS, OIB) and viscous-liquid isooctyl-POSS (IoPOSS, IO); 1 wt% and 5 wt% POSS loadings were investigated; and three fabrication methods were attempted—ball milling (BM), xylene solution blending (XSB), and extrusion E). The obtained composites were examined concerning their dielectric and thermal properties. Additional characterizations such as scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) were also performed to obtain information for possible performance explanations.

The results showed that none of the utilized fabrication methods were effective in producing PE/solid-POSS nanodielectrics. Regarding thermal properties, POSS was able to increase PE’s thermal conductivity up to 8%. Moreover, it did not have any significant effects on PE’s thermal stability in a nitrogen atmosphere, and it caused little changes in PE’s melting and crystallization behaviors, as well as degree of crystallinity. As far as dielectric properties were concerned, all PE/POSS composites had enhanced resistance to corona discharges, from a minimum of 6% to a maximum of 61%. This strengthens insulation against cumulative damage brought about by electrical degradation under service conditions. Moreover, POSS had only a weak effect on the dielectric response of PE at ambient temperature: the dielectric constants and the dielectric losses of the composites being, respectively, 2.25–2.35 and generally 10-5–10-4, were similar to that of PE. This is praiseworthy for their applications related to electrical insulation which require low losses and low dielectric constants. At elevated temperatures, the influence of POSS on PE’s dielectric response remained small, except for some loss increase in PE/IO1 (E) and PE/OM5 (E) at frequencies below 10 Hz, and for enhanced charge transports (diffusion and conduction) in PE/IO5 (E). In contrast to the laudable performance in erosion resistance, POSS was barely able to improve PE’s short-term dielectric breakdown strength ; in the best-case scenario, dielectric breakdown strengths of PE/POSS composites were similarto that of PE.

Among the three methods used, ball milling was more effective in dispersing 5 wt% OibPOSS, extrusion and xylene solution blending were more effective in dispersing 1 wt% OibPOSS, and extrusion was more effective in dispersing IoPOSS. Fabrication methods had little effect on thermal conductivity and dielectric response, except when they induced critical POSS distributions, as in the cases of PE/IoPOSS composites: possible filler alignment in PE/IO1 (XSB) and possible filler quasi-connection in PE/IO5 (E) may be the main reasons for PE/IO1 (XSB)’s enhanced thermal conductivity and PE/IO5 (E)’s intensified charge transports. The method of material fabrication had an influence on erosion resistance: composites obtained by xylene solution blending generally had higher erosion resistances than those obtained by extrusion. This may be related to material precipitation and xylene evaporation processes, which somehow brought POSS to the surface of samples, forming an erosion-resistant layer that hindered erosion from further progression. Fabrication method influenced dielectric breakdown strength through filler dispersion. Good filler dispersions with relatively small POSS sizes resulted in roughly maintained breakdown strengths, as in the cases of all 1 wt%-POSS composites, all 5 wt%-IoPOSS composites, and the 5 wt%-OibPOSS composite obtained by ball milling. On the other hand, compromised filler dispersions with relatively large POSS sizes resulted in reduced breakdown strengths, as in the case of all 5 wt%-solid-POSS composites produced by extrusion and xylene solution blending.

Among all the composites studied, PE/OIB1 (E) was found to be the best material for HV power cable insulation, thanks to its 23% enhancement in erosion resistance, its low dielectric constants and dielectric losses under utility frequencies (50–60 Hz) at both ambient and elevated temperatures, its unreduced breakdown strength, and its 6% improvement in thermal conductivity. PE/IO5 (E) had good performances at ambient temperature but its dielectric properties at elevated temperatures were much less appealing. PE/IO5 (XSB) had good dielectric performances, especially its 61% improvement in erosion resistance. However, compared to PE/OIB1 (E), it had a reduced thermal conductivity; it required five times more filler content; and its fabrication method (i.e., xylene solution blending) was more demanding than traditional extrusion. PE/OIB1 (BM) and PE/OIB5 (BM) had low dielectric permittivities and well-maintained breakdown strengths. However, more characterizations were needed to better evaluate their potentials as HV insulation materials. Both PE/OM1 (XSB) and PE/IO1 (XSB) had a 40%-enhanced erosion resistance. However, PE/OM1 (XSB) had a decreased thermal conductivity and a reduced breakdown strength, and PE/IO1 (XSB) had a diminished shape parameter and thus a greater breakdown-strength scattering. PE/OIB1 (XSB) had an 8%-increased thermal conductivity. However, its shape parameter was much lowered and its erosion resistance was exceptionally smaller than other XSB-produced 1 wt% composites. As for PE/OM5 (XSB), PE/OIB5 (XSB), PE/OM5 (E) and PE/OIB5 (E), their breakdown strengths were largely reduced.


identifier: Fortier, François-Xavier  (2017). Étude de performance et de vieillissement d'un dispositif OLED.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Diodes électroluminescentes.
Photochimie.
Obsolescence.
accéléré
dégradation
diode
emitting
écran
matrix
photolyse
organic
passive
performance
test
PMOLED
OLED
durée de vie

abstract: Ce mémoire présente une méthode pour déterminer la durée de vie d’un écran PMOLED par ADT avec photolyse comme facteur accélérant. La lumière utilisée pour la photolyse est produite par une DEL émettant à 405 nm. La particularité de cette méthode est qu’elle utilize une lumière dans le spectre visible. Cette méthode peut être utilisée sans modifier l’écran et avec un minimum de matériel pour construire un banc de test. Les DELs émettant la lumière à 405 nm peuvent être contrôlées par un montage ayant un amplificateur opérationnel asservissant un transistor Darlington. Le montage est placé sous une boîte opaque afin d’éviter une exposition à d’autres sources de lumière. Le tout est ventilé pour que les différentes parties du banc de test reste à température pièce. L’écran sélectionné pour les tests est le UG-9664HDDAG01 et les DELs à 405 nm sont des LZ1-10UA00-00U8. Les DELs ont été ajustées afin de produire différentes irradiances variant entre 140 W/m2 et 1090 W/m2. La dégradation observée montre que les pixels de l’écran se détériorent nettement plus rapidement lors que ceux-ci sont actifs. Ceux éteints lors des tests sont aussi affectés, mais leur dégradation est moins importante. Des mesures de l’irradiances ont été prises à toutes les 24 heures avec un mesureur de puissance ajusté à la longueur d’onde dominante émise par l’écran. D’après la littérature scientifique sur les OLEDs, il est connu que le materiel organique émettant la lumière bleu est celui ayant la durée de vie la plus courte. Une attention particulière a été orientée vers la durée de vie de cet émetteur. Les tests sont considérés comme étant terminés lorsque l’irradiance de l’écran atteint la moitié de l’irradiance initiale. Les données ont été accumulées et présentées dans un graphique log-log. Ces données semblent être linéaires sur le graphique log-log et une relation en a été tirée. De plus, ces données ont été traitées avec les distributions Weibull et lognormale. Si l’écran est placé tel qu’un panneau solaire dans les conditions spécifiées dans la norme ASTM G173-03 à 405 nm, cet écran aurait une durée de vie 21 866 heures selon la relation établie avec le graphique log-log. Selon la distribution Weibull et lognormale, la durée de vie moyenne serait respectivement 23 666 heures et 21 995 heures. Le fabricant de cet écran indique dans la fiche technique que celui-ci a une durée de vie de 10 000 heures. Leur durée de vie a été calculée par cyclage thermique. L’écran devrait être exposé à une irradiance de 2,31 W/m2 pour que l’écran ait la même durée de vie que celle spécifiée par le fabricant.


identifier: Belgana, Saad  (2017). Étude et conception d'un système de production d'énergie électrique multi-sources.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hydroliennes Conception et construction.

subject: Hydroliennes Modèles mathématiques.

subject: Énergie hydraulique Stabilité.

subject: Hydroélectricité.

subject: énergies renouvelables

subject: MSAP

subject: convertisseur CC/CC et

subject: convertisseur AC/CC

abstract: Dans l’ère de développement des technologies relatives aux énergies renouvelables, le present mémoire présente une étude théorique approfondie de la stabilité des différents composant du système de production d’énergie électrique à partir d’une hydrolienne de rivière. La problématique derrière ce nouveau type de production d’énergie est d’abord présentée. La machine électrique utilisée dans l’application, c’est-à-dire la machine synchrone à aimants permanents, ainsi que du pont triphasé à deux niveaux sont étudiés et leurs modèles mathématiques sont développées tout en introduisant le concept de référentiel tournant. Le fonctionnement du convertisseur CC/CC utilisé, sa modélisation petit signal pour chaque mode de fonctionnement ainsi que sa stratégie de contrôle sont expliqué. Finalement, la synthèse et l’étude de la stabilité du système (MSAP, convertisseur AC/CC et CC/CC) est réalisé sous l’environnement Matlab/Simulink.


identifier: Delecroix, Thomas  (2017). Étude de stabilité statique et dynamique d'un avion Blended-Wing-Body de 100 passagers.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Fuselage.

subject: Avions Stabilité.

subject: Avions Pilotage Simulation par ordinateur.

subject: Aérodynamique

subject: blended-wing-body

subject: stabilité statique

subject: stabilité dynamique

subject: méthode vortex lattice

subject: athena vortex lattice

abstract:
Le Blended-Wing-Body (BWB) est un concept d’avion récent à la croisée des ailes volantes et des avions conventionnels appelés Tube-And-Wings (T&W). Ce nouveau concept possède des avantages importants par rapport aux avions conventionnels en termes de consommation de carburant mais aussi en termes de réduction des émissions sonores. De nombreuses études se sont intéressées aux raisons de ces économies de carburant ou de ces émissions sonores plus faibles mais peu ont pris en compte la stabilité. Or ce nouveau design d’avion présente un problème majeur de stabilité causé par l’absence d’empennage. De plus la majorité de ces études se sont limitées aux avions de grandes dimensions ayant pour but des trajets transocéaniques.

C’est pour cela que ce mémoire s’est intéressé à l’étude de la stabilité d’un avion BWB de 100 passagers. Neuf configurations différentes de BWB ont été étudiées afin d’observer l’impact sur la stabilité de différentes modifications mais aussi d’améliorer la stabilité de cet appareil.

L’étude débute par l’établissement des contraintes de stabilité nécessaires à la certification d’un avion. Ces contraintes sont exprimées sous la forme des Flying Qualities Requirements (FQR). Par la suite, le logiciel Athena Vortex Lattice (AVL) est sélectionné comme logiciel de simulation numérique afin de pouvoir analyser le comportement en vol de l’avion. Une méthode permettant d’évaluer la stabilité de l’avion en fonction de ces FQR à partir des résultats d’AVL est alors établie. Cette méthode est alors appliquée aux neuf configurations différentes afin d’observer l’impact sur la stabilité des modifications apportées.

Les résultats démontrent que la configuration initiale de l’avion est instable en deux modes de stabilité statiques sur trois et deux modes de stabilité dynamiques sur cinq. La dernière configuration étudiée est au contraire stable dans les trois modes de stabilité statiques et dans quatre des cinq modes de stabilité dynamiques. Le cinquième mode de stabilité dynamique était stable dans la configuration initiale mais ne l’est plus suite aux modifications puisque sa stabilité n’est pas requise pour la certification. L’appareil ne possède cependant pas les meilleurs niveaux de certification possibles vis-à-vis de trois des huit critères des FQR.


identifier: Lecours, Caroline  (2017). Analyse biomécanique du risque de traumatisme crânio-cérébral léger lors de la pratique du soccer.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Biomécanique Soccer Recherche sur le terrain.

subject: Soccer Accidents et blessures.

subject: Tête Lésions et blessures Évaluation du risque.

subject: Crâne Lésions et blessures Évaluation du risque.

subject: Cerveau Commotion Évaluation du risque.

subject: traumatisme crânio-cérébral

subject: commotion cérébrale

subject: accélération de la tête

subject: situation de jeu en temps reel

abstract: La pratique du soccer, comme la pratique de tous sports, comporte un risque de blessure. Le traumatisme crânio-cérébral léger (TCCL) est une blessure particulièrement fréquente dans la majorité des sports. Un des mécanismes lésionnels les plus importants du TCCL est l’accélération de la tête. Au soccer, l’accélération de la tête est engendrée par des impacts volontaires (techniques de tête) et des impacts involontaires. Or, dans la littérature actuelle, il existe peu de données sur la cinématique de la tête lors de situations de jeu telles qu’un entraînement ou un match de compétition de soccer. C'est pourquoi l’objectif principal de ce projet de recherche était d’évaluer le risque de TCCL lors de situations de jeu au soccer. Pour répondre à cet objectif, les accélérations de la tête de joueurs et de joueuses de soccer âgés de plus de 18 ans ont été mesurées lors d’entraînements et de matchs de compétition. Ainsi, un total de 8 joueurs évoluant dans la ligue provinciale AAA et un total de 16 joueuses évoluant dans la ligue régionale A ont participé à ce projet de recherche. Les participants ont porté un bandeau instrumenté du SIM-G (Triax Technologies, Norwalk, Ct, É.-U.) permettant la mesure de différents paramètres de la tête, tels que l’accélération linéaire, l’accélération angulaire, la vitesse angulaire et le mouvement de la tête lors d’un impact supérieur à 10g. Ensuite, le risque de TCCL a été identifié en confrontant les amplitudes des accélérations aux critères des seuils de risque de TCCL établis par Zhang, Yang et King (2004) et par Rowson et al. (2012). Les résultats obtenus ont permis d’identifier un plus grand risque de TCCL lors des matchs de compétition comparativement aux entraînements. Aussi, les joueurs et les joueuses ayant le rôle de défenseur ont été plus à risque de subir un TCCL que les joueurs et les joueuses ayant le rôle d’attaquant et de milieu de terrain. Les techniques de tête ont engendré un plus grand risque de TCCL que les impacts involontaires. Ces résultats ont permis d’identifier la présence d’un risque de TCCL lors de la pratique du soccer, et ce, bien que ce sport soit considéré sans contact. Les situations observées au cours de ce projet de recherche ont permis de démontrer l’importance de conscientiser les entraîneurs, les joueurs et les joueuses de même que leurs parents sur le risque de TCCL lors de la pratique du soccer. C’est pourquoi la Fédération de soccer du Québec devrait insister sur le risque, les symptômes et les conséquences des TCCL lors des formations des entraîneurs.


identifier: Lapalme, Denis  (2017). Impact de la composition du syngas sur la vitesse de flamme et la stabilité du front de flamme.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Carburants de synthèse Propriétés.
Carburants de synthèse Stabilité.
Flammes.
cellulaire
laminaire
syngas
vitesse
nombre de Lewis effectif
instabilités cellulaires

abstract: L’adoption de la gazéification intégrée à cycles combinés est envisagée par l’industrie de la production d’électricité afin de remplacer les actuelles technologies utilisées dans les centrales au charbon. Cette technologie brûle, dans une turbine à gaz, des carburants synthétiques (syngas) produits par la gazéification de biomasse ou de charbon afin de produire de l’électricité. Idéalement, le syngas n’est composé que de H2 et de CO, mais du CO2 et du CH4 sont aussi fréquemment produits lors de la gazéification. L’objectif de cette thèse est de caractériser l’impact de la variation de la composition du syngas sur deux paramètres clés lors de la conception des turbines à gaz: la vitesse laminaire de flamme et l’apparition des instabilités cellulaires. Pour ce faire, une campagne de mesures expérimentales a été réalisée pour ces deux paramètres. Concernant la vitesse laminaire de flamme, il est montré que l’augmentation du ratio H2/CO augmente la vitesse, tandis que l’ajout de CO2 et de CH4 la décroît. De plus, la richesse où la vitesse atteint son maximum diminue lors d'une augmentation du ratio H2/CO ou d'un ajout de CH4 à cause de la vitesse intrinsèque de chacun de ces carburants. L'ajout de CO2 déplace aussi le maximum de vitesse vers des mélanges moins riches à cause de la réduction de la température adiabatique de flamme. Les comparaisons entre les résultats expérimentaux et numériques montrent qu’une version modifiée de la cinétique GRI-Mech 3.0 permet de mieux prédire la vitesse des syngas contenant entre 1 et 40% de CH4. Une corrélation est proposée pour calculer la vitesse en fonction de la composition du carburant, de la richesse et de la temperature initiale. Les propriétés des syngas entraînent toutefois l’apparition d’instabilités cellulaires qui provoquent une autoaccélération du front de flamme. Comme l’apparition des cellules est influencée par le nombre de Lewis du carburant, cette thèse présente une méthodologie permettant de le calculer pour les syngas. Cette méthode est validée grâce à des comparaisons avec des résultats expérimentaux pour des carburants H2/CO, H2/CH4, H2/CO/CO2 et H2/CO/CH4. À la suite du choix de la méthodologie du calcul du nombre de Lewis, l’étude sur les instabilités porte sur l’influence de l’ajout de CO2 et de CH4 au syngas. L’ajout de CO2 ne change pas le moment où les cellules apparaissent puisque la diminution du nombre de Lewis est équilibrée par la hausse de l’épaisseur de flamme. Un ajout de CH4 retarde cependant l’apparition des cellules à cause d’une augmentation de l’épaisseur de flamme tandis que le nombre de Lewis reste stable. Il est aussi observé que l’autoaccélération de la flamme ne mène pas à l’autoturbulence. Cette thèse montre que le coefficient d’autoaccélération peut être utilisé comme critère permettant de distinguer la nature du mécanisme ayant déstabilisé la flamme. Finalement, une corrélation est propose afin de prédire le moment où les cellules apparaissent, et ce en tenant compte des instabilités hydrodynamique et thermodiffusive.


identifier: Escandon-Quintanilla, Ma Lorena  (2017). Effects of data exploration and use of data mining tools to extract knowledge from databases (KDD) in early stages of the Engineering design process (EDP).  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Conception technique.

subject: Exploration de données (Informatique)

subject: Bases de données Interrogation.

subject: Données volumineuses.

subject: Acquisition des connaissances (Systèmes experts)

subject: Conception technique Informatique.

subject: Exploration de données (Informatique) Logiciels.

subject: Brevets d'invention Recherche documentaire.

subject: Créativité en technologie.

subject: processus de conception d'ingénierie

subject: découverte de connaissances

subject: extraction de brevets

abstract:
This thesis describes original research work where the objective was to provide teams with access to data, and observe the effect of its use at the early creative stages of the engineering design process. Following a theoretical research on the use of information technologies to support idea generation, and the use of data as creative input, a procedure was designed following the Knowledge Discovery from Databases process, and tried over several iterations of improvement working with creative teams in different contexts.

After two exploratory studies, three cases were performed where the researcher attempted to better support the different stages of the EDP through the application of data from patent mining. To observe the differences, we provided three levels of access to explore data in a data mining tool: low, intermediate and high.

• Case 1 - Participants in a creativity session were asked to identify needs or problems (first stage of the engineering design process). They were given intermediate access to explore data in a data mining tool, meaning they could explore, but not make new searches or add data. The analysis of the results indicates that participants gravitated towards terms and keywords related to previously generated ideas, thus the increase in novelty was low. In order to correct the issue of intermediate exploration, it was decided to train participants in the use of the data mining tool for subsequent cases; if teams have more freedom to explore data, they can potentially generate more novel combinations.

• Case 2 - Teams tasked with engineering challenges in a course were trained in the use of the data exploration tool. They were then invited to continue using the tool to generate new ideas. In this case, teams had high access to the data exploration tool; they were able to add data, and make searches. Teams who chose to explore data for creative support found improvements or components from existing solutions to advance their own design, and received more positive evaluations by a jury of experts. However, the objective of obtaining more diverse or novel solutions was not achieved. A possible explanation is that the use of the tool can overwhelm participants with too many options to explore, leading teams to return to known solutions. A possible counteraction to resolve the issue of too many options is to have an external actor (such as a moderator) extract keywords from the data, and provide participants with these terms to combine into novel ideas.

• Case 3 - Teams participating in an innovation contest were given keywords selected by an expert on the tool. In other words, participants had low access to explore data in a data mining tool. The researcher performed the data analysis for two challenges in the competition, and selected keywords relevant to the knowledge base of the problem. The results show that teams who selected the keyword supported challenges generated more diverse and novel ideas, compared to teams without the support. By providing relevant keywords, it was possible to obtain the benefits of the KDD without the issues of training participants on the use of the tool, and the resources teams would have to dedicate to explore the data.

It was concluded that data and KDD can be used as a creative input for an EDP at different stages. It is recommended to determine whether the objective of including data in an EDP effort is to generate a novel idea or to solve a problem. To generate novel ideas, it seems preferable to provide data in the form of keywords selected by an external actor, to prompt original combinations. If the team is searching for incremental improvements or elements of existing solutions, then it appears to be beneficial to have access to a knowledge base to explore. It is important to delimit the exploration to avoid becoming stunned because of the amount of available information.

For the three experiences, the software IPMetrix was used to perform the data mining. The process of data selection, loading, cleaning and transformation is described in each chapter, according to the work performed on the data for the specific case.


identifier: Dostie, Patrick  (2017). Réhabilitation de sols industriels contaminés aux hydrocarbures par mycoremédiation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: biodégradation

subject: mycoremédiation

subject: Pleurotus ostreatus

subject: technologies de réhabilitation de terrains contaminés

abstract: Actuellement, 4195 terrains sont contaminés au Québec. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les alcanes (C10-C50) sont présents dans 70 % de ces terrains contaminés. Le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec (MDDELCC) réglemente les sols contaminés par des niveaux de contamination basés sur la concentration de masse des contaminants. Les mécanismes de transport des contaminants produisent différents types de sols contaminés, don't les sols contaminés de friches industrielles. Ces sols sont caractérisés par des hauts niveaux de contaminants adsorbés dans les micropores du sol. Les technologies de réhabilitation de sols contaminés utilisent des approches chimiques, thermiques, fixatives et biologiques pour éliminer les effets des contaminants sur l’environnement. Les approches biologiques reposent sur le contact entre l’espèce vivante et le contaminant. Les champignons se distinguent d’autres organismes par la sécrétion des enzymes, leur offrant la capacité de s’alimenter dans des environnements inaccessibles à d’autres règnes. Cette étude visait à étudier deux familles d’enzymes générées par des champignons pour la dégradation de deux groups d’hydrocarbures de sols contaminés : les Laccases, produites par Pleurotus ostreatus et qui dégradent les HAP ainsi que les Lipases, produits par Mucor rouxii, Aspergillius versicolor et Penicillium simplicissimum, dégradent les C10-C50. Cette étude explore les capacités de dégradation de ces champignons sur substrats solides homogénéisés dans des sols contaminés. Spécifiquement, les taux de dégradation des hydrocarbures et la détection enzymatique ont été étudiés. Des essais exploratoires ont d’abord permis de valider le potentiel de decontamination présenté dans la littérature et d’étudier les impacts du substrat solide sur la décontamination. P. ostreatus est le champignon qui a mené aux meilleurs taux de décontamination (51 % dégradation des HAP et 45 % dégradation des C10-C50). Les essais subséquents de cette etude ont par la suite porter sur les caractéristiques de l'environnement dans laquelle P. ostreatus cause la dégradation des hydrocarbures. Ces essais démontrent que la perturbation par homogénéisation réduit la capacité du champignon à dégrader les HAP légers. L’apport d’humidité par vaporisation, l’augmentation du volume de sol, l’augmentation de la concentration des HAP dans le sol brut affectent négativement la dégradation des HAP et des C10-C50. Au total, P. ostreatus a permis une dégradation dans 71 % (HAP) et 86 % (C10 C50) des essais après 21 jours. Cette étude démontre pour la première fois que P. ostreatus peut dégrader des C10-C50 présents dans des sols contaminés. Les études ultérieures devraient approfondir les connaissances sur les enzymes du champignon, élaborer les mécanismes pour augmenter l’échelle dans laquelle la dégradation peut être obtenue et se concentrer à créer un environnement humide pour la croissance du champignon.


identifier: Zemmouri, Samy  (2017). Modèle de routage écoénergétique dans les réseaux définis par logiciel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux SDN Économies d'énergie.

subject: Routage adaptatif.

subject: Algorithmes génétiques.

subject: Algorithmes heuristiques.

subject: Écotechnologies de l'information et de la communication.

subject: heuristiques

subject: Adaptive Link Rate

subject: optimisation

abstract:
La croissance exponentielle des utilisateurs du réseau et leurs demandes de communication ont conduit à un accroissement considérable de la consommation d’énergie dans les infrastructures réseau. Un nouveau paradigme de réseautage appelé Software Defined Networking (SDN) a récemment vu le jour, dans lequel le plan de données, responsable du transfert de paquets est découplé du plan de contrôle responsable de la prise de décision.

Le SDN simplifie la gestion du réseau en offrant la programmabilité des équipements réseau et permet la redirection rapide des flux. Il est évident que le SDN ouvre de nouvelles opportunités prometteuses pour améliorer la performance du réseau en général et l’efficacité énergétique en particulier. Dans ce mémoire, compte tenu de la charge de trafic actuelle d’un réseau basé sur le paradigme SDN, nous exploitons les techniques d’adaptation dynamique des débits des ports de transmission des données, afin de réduire la consommation d’énergie du réseau.

L’idée principale de ce mémoire est de trouver une distribution des flux sur des chemins précalculés qui permet de réduire la consommation énergétique du réseau par l’adaptation dynamique des débits de transmission des liaisons. Nous formulons d’abord le problème comme un problème de programmation linéaire entière (ILP). Ensuite, nous présentons quatre différents algorithmes efficaces du point de vue de temps de traitement à savoir, l’algorithme First Fit, l’algorithme Best Fit, l’algorithme Worst Fit et un algorithme génétique (AG) pour résoudre le problème pour le cas d’une topologie réseau réaliste.

Les résultats de la simulation montrent que la méthode basée sur l’AG surpasse systématiquement les autres heuristiques proposées et qu’en appliquant cet algorithme, entre 32 % et 47 % de l’énergie peut être économisée en fonction de la taille et de la densité de la topologie du réseau.


identifier: Towles, Cordes  (2017). Maximizing economic returns for large, publicly funded road infrastructure investments through improved economic, engineering and construction information management.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Routes Conception et construction Aspect économique Pays en voie de développement.

subject: Services publics Taux de rendement.

subject: Investissements publics Pays en voie de développement Prise de décision.

subject: Chaussées Entretien et réparations Aspect économique Pays en voie de développement.

subject: Chaussées Dégradations Pays en voie de développement Évaluation.

subject: Chaussées Entretien et réparations Planification.

subject: Théorie de la décision bayésienne.

subject: cause

subject: diagnostic

subject: détérioration

subject: test

subject: financier

subject: financement

subject: corruption

subject: HDM-4

subject: réhabilitation

subject: matériaux

subject: mécanique des sols

abstract:
The objective of this thesis is to develop a framework to maximize economic returns for large road infrastructure projects in developing countries. The literature has outlined many of the numerous challenges in roads projects in developing countries from corruption, poor quality work, and cost and time overruns. This is confirmed, to various degrees, by recent field experience in developing countries in the delivery of roads projects. Incentives of both the donor agency and the road agency have contributed to this underperformance, with a mix of insufficient accountability for results. Some authors question the economic efficiency of roads investments in developing countries by donor agencies, pointing to some evidence indicating that the ex post economic returns are not matching up to the ex-ante economic returns promised, to the extent an economic analysis was performed.

The framework developed under this thesis attempts to align the incentives of the donor agency and road agency, while providing a higher degree of transparency and accountability into the investment decision making process, but also the engineering design and construction phase with a focus on the longer term sustainability of the road investment through increased adaption of modern pavement asset management techniques, graphical capabilities, engineering diagnosis, and statistical analysis.

The first part of the framework is the development of a fast-track road network assessment tool in MS Excel, using the HDM-4 approach to rapidly identify the most economically lucrative investments in a country to consider for further investment. This approach also allows the donor agency to validate the ability of the road agency to properly assess two prime elements of the pavement asset management system: the International Roughness Index (IRI) and Average Annual Daily Traffic (AADT); this is an important confirmation of the road agencies’ ability to properly maintain the pavement asset post investment.

The second part of this framework is the development of a graphic-based itinerary diagram approach to identify the cause(s) of deterioration and develop appropriate engineering solutions that minimize investment costs while maximizing economic returns. This framework is also built around the HDM-4 model to show the primary engineering elements driving the economic assessment, which provide the needed justification of the economic models, but also serve as a project implementation monitoring and evaluation tool that can be used at the end of the project to determine the ex post economic analysis.

The third and final part of the framework is the development of a Bayesian approach in coordination with the itinerary diagram approach to help road agencies determine the most probable cause(s) of deterioration on their road network. This will improve overall pavement design through empirical methods, but also improve the economic prioritization of the road network.

The Bayesian method is meant to improve the accuracy of the pavement management system through adaptive learning. Through the identification of the cause of deterioration on similar road families, the pavement management system will be able to forecast the most likely cause(s) of deterioration on similar roads families, which allows the road agency the ability to intervene through a more timely and economically efficient manner through the reduction of vehicle and road agency costs.

The objective of this part is to begin the development of the needed pavement design “know how” at the road agency to improve overall long-term sustainability of the road investments, which can improve long-term economic returns.

The primary recommendations of the thesis are to continue the refinement of each of these three parts, which have already been field-tested to various degrees, to optimize each element for further use and deployment.


identifier: Gualteros Martinez, Sergio Camilo  (2017). Outil d'aide à la décision pour le dimensionnement de systèmes de pompage solaire PV.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Stations de pompage Alimentation en énergie.

subject: Systèmes photovoltaïques.

subject: Systèmes d'aide à la décision Conception.

subject: Stations de pompage Alimentation en énergie Aspect économique.

subject: dimensionnement

subject: optimisation

subject: communautés isolées

subject: installations hors réseau

abstract:
Les systèmes de pompage d’eau sont nécessaires dans une panoplie d’applications, allant de l’irrigation jusqu’à la consommation humaine. La source d’énergie utilisée pour ces types de systèmes varie en fonction de la localisation du site et des sources disponibles, et dans le cas où une connexion au réseau électrique n’est pas disponible, des sources alternatives d’énergie doivent être considérées. L’utilisation de combustibles fossiles est très répandue pour mettre en fonctionnement les équipements de pompage malgré leurs coûts élevés, le transport du carburant et la transformation requise du pétrole en combustible, leurs émissions de gaz à effet de serre et la haute périodicité et le coût d’entretien des systèmes.

L’utilisation d’énergie solaire pour le pompage de l’eau présente plusieurs avantages comme la réduction des émissions atmosphériques, un coût de maintenance réduit et une source d’énergie pratiquement inépuisable. L’un des principaux avantages concerne le stockage qui est directement réalisé à l’aide d’un réservoir d’eau, donc sans recourir aux batteries. Néanmoins, plusieurs facteurs doivent être considérés pour concevoir et choisir correctement les composants à utiliser dans un système, autrement dit une installation de pompage solaire est affectée par la localisation, les distances de pompage, le point de prise de l’eau, le profil de consommation, entre d'autres facteurs. Une mauvaise adaptation entre les composants des systèmes et les caractéristiques spécifiques de l’application existe souvent, et peut nuire à l’efficacité ainsi qu’augmenter le coût global du projet.

La méthodologie dont fait l’objet cette recherche offre une solution intégrale, considérant les aspects prépondérants pour le dimensionnement optimal, laquelle garantit la meilleure configuration possible, autant pour l’approvisionnement en eau que pour l’aspect économique. Cette méthodologie est implantée dans un outil d’aide à la décision qui permet à l’utilisateur de fournir des informations de base, comme la localisation du site, les distances de pompage, le type de point de prise d’eau, le profil de consommation et l’albédo du sol. L’outil télécharge également toutes les données nécessaires pour la suite de calculs, soit une base de données d’équipements de pompage, de contrôleurs pour les pompes et de modules PV.

Deux modes d’opération sont considérés dans le dimensionnement concernant la position des modules PV: 1) inclinaison égale à la latitude et 2) inclinaison fixe et optimale. L’outil calcule le nombre de modules PV en série à partir de la tension nominale de la pompe et calcule l’énergie incidente par panneau PV. Finalement, le nombre de modules PV en parallèle est évalué pour obtenir une probabilité de manque d’eau en deçà d’un seuil établi. Cette évaluation se fait avec plusieurs tailles de réservoir, ce qui produit un ensemble de solutions possibles. L’optimisation consiste à choisir la meilleure solution à partir du processus de dimensionnement. Comme la probabilité de manque d’eau a été considérée préalablement, c’est la partie variable de l’investissement initial qui sert de critère pour ce choix. Le résultat est alors un système de pompage PV (pompe; contrôleur; référence, inclinaison et quantité de modules PV et taille du réservoir) qui permet d’assurer un fonctionnement optimal avec une VAN minimale. En plus, un tarif de service d’eau est proposé afin d’assurer la pérennité du système, puisque l’entretien et le maintien d’actifs de quelques composantes sont obligatoires.

Les tests réalisés montrent que la grande quantité de variables à considérer ainsi que la variabilité de l’énergie solaire font en sorte qu’il est toujours nécessaire de trouver un compromis entre fiabilité et investissement. La conception de plusieurs systèmes pour différentes communautés a permis de réaliser que le calcul de la taille du réservoir est primordial pour optimiser la solution, puisqu’il permet de stocker de l’eau pour les  journées nuageuses et pour la nuit.


identifier: Elfahem, Rim  (2017). Optimal deployment of smart home vertical applications.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Domotique.
Infonuagique.
Systèmes virtuels (Informatique)
Programmation linéaire.
application
placement
vertical
virtualisation
allocation de réseaux virtuels
placement optimisé

abstract:
Home automation services (such as home monitoring applications) are becoming more sophisticated and compute-intensive. Deploying such applications locally in houses can present challenges in terms of reliability, scalability, and performance due to limitations of resources. Therefore, migrating smart home applications to the cloud is of interest. However, the integration of smart home vertical applications with cloud computing faces two major challenges: i) how to map these applications to cloud resources while minimizing costs e.g. to pay only for the resources that are really used, and ii) how to automate the application deployment process.

In this thesis, we present an application virtualization system which optimizes the deployment of smart home applications in a cloud environment. Our contribution is two-fold:

The first contribution is OptiDep, an application placement solution for smart home applications aimed to minimize the mapping costs while maximizing the cloud resources’ utilization and maintaining the required Quality of Service (QoS) level. Unlike prior work, our solution considers multi-layer mapping which includes an application layer, a virtual layer, and a cloud infrastructure layer. It enables simultaneous node and link mappings, takes into account smart home applications specific requirements such as location and interdependencies and includes different types of compute and network capacities. It incorporates a pricing model and meets cloud infrastructure constraints.

Mixed integer linear programming (MILP) model is proposed to optimize the application placement problem. Evaluation of results showed that our solution reduces costs by 29% compared to a prior exact approach and more than 76 % compared to another heuristic-based solution.

The second contribution is a design of a system that implements OptiDep to deploy smart home applications. The proposed system, based on OpenStack, automates the deployment of complex distributed applications in the cloud, which can be very useful when the same set of smart home services are deployed in multiple residences.


identifier: Sauvé, Quentin  (2017). Conception d'un SAR-ADC de 10/13-bit à 83kS·s-1 avec fonction de dithering.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technolopgie supérieure.

subject: Convertisseurs analogique-numérique Conception et construction.

subject: Convertisseurs analogique-numérique Simulation par ordinateur.

subject: Circuits intégrés Conception et construction.

subject: Circuits intégrés CMOS analogiques.

subject: Systèmes adaptatifs (Informatique)

subject: juxtaposition

subject: résolution

subject: tramage

subject: ADC

subject: SAR

subject: dithering

subject: reconfigurabilité

subject: DAC hybride

subject: alimentation multiple

abstract:
L’objectif de ce projet est d’étudier les possibilités d’implémentation d’un système de resolution variable sur les ADC (convertisseur analogique numérique) de type SAR (registre à approximations successives). Ce système utilise une technique dite de dithering pour porter la résolution native de 10 bits à 13 bits. Afin d’évaluer les performances de cette technique, un circuit a été conçu sur la technologie GlobalFoundries CMOS 130nm. Ce rapport revient sur les différentes étape de conception, de simulation, de fabrication et de test d’un tel convertisseur. Les simulations informatiques ont montré des performances intéressantes en mode natif avec un ENOB moyen de 9.88 bits. En mode dithering la résolution est portée à 11.4 bits en simulation. Malheureusement, des problèmes sur les puces fabriquées n’ont pas permis de valider le concept expérimentalement.

La dernière partie de ce mémoire présente des considérations plus théoriques et s’attache à maximiser les performances du concept en proposant notamment le remplacement du dithering sous forme de moyennage par une recherche dichotomique. Dans notre cas, l’utilisation d’un tel algorithme réduirait le nombre de conversions nécessaires de 15 à 4 pour un résultat identique.

Enfin, un article intitulé "A Calibration-Free 13-Bit 0.9 V Differential SAR-ADC with Hybrid DAC and Dithering" a été accepté à la conférence IEEE International Symposium on Circuits and Systems 2017 (en abrégé ISCAS).


identifier: Hajir, Mouna  (2017). Resource management and interference mitigation for dense heterogeneous small-cell networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Ressources radio Gestion.

subject: Transmission sans fil.

subject: Téléphonie cellulaire.

subject: Brouillage électromagnétique.

subject: Spectre de fréquences.

subject: Ressources radio Gestion Modèles mathématiques.

subject: Théorie des jeux.

subject: 5G

subject: cellule

subject: dense

subject: hétérogène

subject: petit

subject: réseau

subject: petites cellules

subject: gestion des interférences

subject: allocation de resources

subject: bandes millimétriques

subject: denses déploiements de cellules

abstract:
Facing an unprecedented challenge of capacity increase, the wireless communications community is exploring many solutions. Among these solutions, the ones that brought the most attention in recent years are: the deployment of more network nodes leading to the densification of the existing traditional networks, the increase of spectrum resources with mmWave frequencies, and the increase of the number of antennas at the receiver and transmitter through massive MIMO. These three trendy solutions are the core of the fifth generation of wireless communications systems (5G) in which dense small-cells networks approach stands out because of its high scalability.

Ultra dense networks will be demanded in certain geographical areas by means of a contiguous layer of small coverage. These will deliver significant area capacity density through spatial reuse of spectrum resources along with tight scheduling coordination between adjacent cells and the macro base station layer. However, guaranteeing the efficient coexistence of a large number of small-cells with traditional macrocells as well as the interference from the overlapping small-cells from the perspective of resource management is a fundamental issue.

In the first part of this thesis, we propose a Fractional Frequency Reuse (FFR) scheme for sector-based two-tier macrocell-femtocell networks joint with a Quality-of-Service (QoS)- aware admission control strategy. The optimal parameters for cell channel partitioning in the proposed FFR scheme and an analytical model for performance evaluation of the proposed system are developed. Numerical results are presented to demonstrate the performance enhancement in term of blocking probabilities of the proposed framework.

In the second part, we investigate a cooperative approach for self-organizing small-cells networks. We propose a novel game theoretic approach for joint co-tier and cross-tier cooperation in heterogeneous networks that offers a significant improvement in performance for users from both tiers. First, we propose a coalition structure game with a weighted Owen value as imputation, where the Small-cell Base Stations (SBSs) and their connecting Macrocell User Equipments (MUEs) form a priori union. Second, we propose a canonical game with a weighted solidarity value as imputation to allow cooperation among SBSs and MUEs when they fail to connect to nearby SBSs. We compare through extensive simulations the proposed frameworks with state-of-the-art resource allocation solutions, access modes and legacy game-theoretic approaches. We show that the proposed framework obtains the best performances for the MUEs and SUEs in terms of throughput and fairness.

In the third part, we investigate the combination of dense small-cells deployment and spatial frequency reuse in millimeter-wave (mmWave) systems and show its great potential for achieving the 1 Gbps median throughput target in 5G networks. We propose a spatial frequency reuse model for two-tier ultra-dense networks in the mmWave frequency bands opened to mobile communications networks in 5G. We demonstrate in this work that an adequate frequency allocation and reuse in 5GmmWave networks with the support of a dense small-cells deployment enables very high throughputs and Signal-to-Interference-plus-Noise (SINR) ratio coverage in ultra-dense systems. The performances of this scheme are evaluated both analytically in terms of coverage probability, and through system-simulation in terms of achieved throughput, and compared to traditional microwave systems and mmWave models with no spatial reuse.