identifier: Magnoux, V. F. (2014). Évaluation de l'impact des erreurs numériques dans un logiciel de calcul de dose en radiothérapie par la méthode de Monte-Carlo sur GPU  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Cette étude se penche sur les erreurs issues de la représentation imparfaite des nombres réels par les ordinateurs dans le cadre de programmes de calcul scientifique, plus particulièrement ceux exécutés sur carte graphique (GPU). Ces erreurs se produisent parce que les nombres manipulés constituent seulement une approximation des nombres réels, qui doivent donc être arrondis. En général, les calculs sont faits avec une précision suffisante pour donner les résultats attendus, mais il arrive que les erreurs d'arrondi s'accumulent ou se combinent pour donner des résultats inexacts. L'objectif de ce travail est de déterminer, à l'aide d'une série de tests, si de telles erreurs sont présentes dans un programme spécifique sur GPU, bGPUMCD. bGPUMCD est un programme utilisé en radiothérapie pour simuler la quantité de radiation distribuée à un patient. La simulation est basée sur une méthode de Monte-Carlo, c'est-à-dire qu'un grand nombre de particules sont simulées individuellement, avec leur trajectoire et leurs interactions, et l'énergie qu'elles déposent en chaque point du volume simulé est enregistrée. Pour calculer le dépôt d'énergie, le volume est divisé en une grille régulière de voxels, qui contiennent chacun l'énergie donnée par toutes les particules qui les ont traversés. Pour évaluer la précision des résultats de bGPUMCD, trois aspects des calculs sont testés : la précision utilisée (simple ou double), l'implantation des fonctions arithmétiques (logicielle ou matérielle) et la dimension des voxels. Deux composantes de bGPUMCD sont également analysées plus en profondeur : l'accumulation de l'énergie dans chaque voxel et le traçage de particule. Pour faciliter, de façon générale, l'analyse de programmes pour des erreurs numériques, une méthode automatisée de détection d'erreurs est développée. Les résultats révèlent la présence d'erreurs importantes dans le processus d'accumulation d'énergie dans les voxels entourant les sources de radiation. Lorsque l'énergie atteint une certaine quantité, les contributions individuelles des particules sont trop petites pour avoir un effet lors d'une addition en précision simple. Par ailleurs, une fonction importante pour le calcul de la trajectoire des particules retourne dans quelques cas rares un résultat erroné. Les autres aspects étudiés, soient l'implantation particulière des fonctions arithmétiques et la discrétisation en voxels, ne semblent pas causer d'erreurs majeures. Finalement, la méthode automatique d'analyse mise au point permet de détecter les erreurs trouvées par d'autres moyens au cours de l'étude. Des erreurs d'origine numérique se produisent en effet dans bGPUMCD, sous des conditions très spécifiques. Certaines de ces erreurs sont facilement réparables, par exemple en changeant l'ordre de certaines opérations, tandis que d'autres nécessitent des changements majeursv dans les algorithmes utilisés. Les types d'erreurs détectées sont très génériques et peuvent se retrouver dans de nombreux programmes de calcul scientifique, qu'ils soient basés sur des méthodes de Monte-Carlo ou non ; nos résultats peuvent donc servir d'exemples pour certaines situations auxquelles il est nécessaire de porter une attention particulière lors du développement d'une application sur GPU.  ABSTRACT: This study examines errors produced by the representation of real numbers by processors in the context of a scientific program executed on a graphics processor (GPU). This representation only approximates real numbers and thus contains a rounding error. In most cases, this error is too small to significantly alter the computed values, but in some situations it can accumulate in such a way that the results become inaccurate or meaningless. The purpose of this work is to design a series of tests that will help determine whether such errors occur in a specific GPU-based program, bGPUMCD. bGPUMCD is used in radiation therapy to simulate the radiation distribution received by a patient. This simulation is based on Monte Carlo methods, by which a large number of particles are simulated individually to determine the amount of energy they deposit in every part of the simulated volume. The volume is divided into voxels for the purpose of energy scoring. To provide a general idea of the precision of bGPUMCD's results, three aspects of the computations were tested: their precision (single or double), the implementation used for arithmetic functions (software of hardware) and voxel size. Additionally, two components of bGPUMCD, energy accumulation per voxel and particle tracking, were further tested. Finally, an automatic error detection method was implemented in order to provide an easier way to analyse programs for numerical errors. Major errors were detected in the energy accumulation process, in the voxels surrounding radiation sources. When the energy in a voxel reaches a certain threshold, contributions from individual particles are too small to be taken into account during a single-precision addition. In the particle tracking component, a function was found to return a meaningless value in some rare cases. The other tests indicate no major errors in other aspects of the computations (arithmetic functions and discretization). The automatic analysis method was able to detect the errors found by other means during the study. Numerical errors do occur in bGPUMCD, under very specific conditions. Some can be avoided by simply reordering some operations, while others require major changes in the algorithm. The detected errors arise from very simple computations which can be found in many program other than bGPUMCD, which may or may not be Monte Carlo simulations. When precision is important, careful consideration must be given to such possibilities.


identifier: Salomon, A. (2014). Évaluation de l'interface utilisateur d'un système d'aide à l'apprentissage de l'économie et conception d'une nouvelle interface  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

type:
Mémoire ou thèse
NonPeerReviewed

abstract: RÉSUMÉ: Le système d'aide à l'apprentissage de notions d'économie dont il est question dans ce mémoire propose de nombreuses expériences pédagogiques aux apprenants. C'est un projet en cours de développement au CIRANO et les essais menés sur la première version avaient mis en évidence la nécessité d'améliorer celle-ci. Ce mémoire a pour objectif d'améliorer la qualité de l'expérience de l'utilisateur avec ce système. Pour atteindre cet objectif, nous avons dans un premier temps évalué l'interface du système actuel. Cette évaluation a révélé que les attributs hédoniques de l'interface étaient limités. Nous avons aussi fait une évaluation heuristique des attributs pragmatiques de l'interface et plus particulièrement de l'utilisabilité, en ayant recours aux critères de Bastien & Scapin (1993). Cette évaluation a permis d'identifier 87 problèmes ergonomiques. De nombreux problèmes étaient récurrents dans les différentes expériences pédagogiques et ont été détaillés. Nous avons ensuite procédé à la conception d'une nouvelle interface utilisateur visant à résoudre ces différents problèmes et à améliorer les attributs hédoniques de l'interface. Pour cela, nous avons effectué une conception à deux niveaux : au niveau supérieur, une structure globale commune à l'ensemble de l'outil a été conçue et développée afin de s'attaquer à la récurrence des problèmes décelés. Puis, à un niveau inférieur, chaque expérience a été spécifiquement conçue à nouveau, tout en respectant les contraintes établies par le CIRANO relatives au contenu économique à couvrir (celui-ci devait rester intact) et à l'implémentation rapide de la nouvelle interface. Nous avons choisi de présenter en détail la conception de l'une de ces expériences qui se nomme « Ressource commune ». Pour évaluer et comparer l'EU vécue avec l'ancienne et la nouvelle interface de l'outil, nous avons utilisé l'outil «AttrakDiff » d'Hassenzahl en version réduite (2010). Cet outil est composé de 10 paires de mots opposés (échelle d'Osgood). L'échelle comporte sept points entre chaque mot et son opposé, permettant à l'utilisateur de choisir, dans chaque paire, le mot qui décrit le mieux le produit. Cet outil était intégré à un bref questionnaire que nous avons élaboré pour obtenir une mesure simple de l'apprentissage réalisé en économie ainsi qu'une mesure de l'appréciation du contenu économique de l'expérience pédagogique. Des questions ont été également ajoutées au sujet d'autres buts de l'entreprise tels que la satisfaction de l'utilisateur, l'envie de recommander le système, etc. Vingt participants ont pris part à notre recherche. Ils ont été répartis en deux groupes. Le premier groupe essayait l'ancienne version, l'évaluait à l'aide du questionnaire, puis essayait la nouvelle version et l'évaluait à l'aide du même questionnaire. Le deuxième groupe effectuait un processus similaire, mais commençait d'abord par la nouvelle version pour contrebalancer les effets d'apprentissage. Les résultats montrent que la nouvelle version est mieux évaluée que l'ancienne version. Les qualités pragmatiques et hédoniques de la nouvelle version obtiennent des améliorations respectives de 17 % et de 33 %. L'évaluation de l'attractivité globale du système révèle que celle-ci s'améliore de 45 %. Ces résultats montrent une amélioration de l'EU vécue avec le système. Lorsque les participants évaluent la nouvelle version de l'outil après avoir testé l'ancienne, leur évaluation de la nouvelle version est plus homogène que lorsqu'ils n'ont testé que la nouvelle version seulement. La qualité hédonique est encore mieux notée, par contre la qualité pragmatique semble légèrement moins bien notée, peut-être parce que le participant s'habitue à l'utilisabilité de l'ancienne version. Lorsque les participants évaluent l'ancienne version après avoir testé la nouvelle, leurs évaluations de l'ancienne version sont plus sévères, ce qui peut être expliqué par l'aversion à la perte. Le niveau d'éducation élevé des participants à notre recherche ne nous a pas permis d'évaluer l'apprentissage réalisé en économie, ainsi que l'impact de l'appréciation du contenu économique traité par le système sur l'appréciation de l'interface ; tous les participants ont déclaré apprécier le domaine de l'économie. La nouvelle version de l'interface du système affecte positivement les autres buts visés par le CIRANO avec ce système en améliorant la satisfaction de l'utilisateur de 13 %, l'envie de réutiliser et de recommander le système de 15 % et 18 %, l'envie que des expériences pédagogiques similaires soient développées de 20 %, et l'image du CIRANO que le système véhicule de 23 %. Seule la profitabilité, qui reflète le caractère avantageux de l'expérience pédagogique, ne semble pas s'être améliorée avec la nouvelle version, car elle serait vraisemblablement plus liée au contenu des expériences pédagogiques.  ABSTRACT: The economic learning support system discussed in this report offers numerous educational experiments to the learners. It is a project under development at the CIRANO. Tests conducted on the first version had highlighted the need to improve the user experience with the system. The goal of this study is to enhance the quality of the user experience with this system. To reach this goal, we assessed the interface of the current system. This revealed that the hedonic attributes of the interface were limited. We also conducted a heuristic evaluation of the pragmatic attributes of the interface, and more particularly the usability, with the ergonomic criteria of Bastien & Scapin (1993). This evaluation helped to identify 87 ergonomic problems. Numerous problems were recurring in the various educational experiments and were detailed. We then proceeded with the design of a new user interface to solve these problems and to improve the hedonic attributes of the interface. For that purpose, we focused on two levels: at the upper level, a global structure used by the whole system was designed and developed to deal with the recurrence of the revealed problems. Then, at a lower level, every experiment was specifically redesigned, while respecting the constraints established by the CIRANO, relative to the economic contents (which had to remain intact) and to the fast implementation of the new Interface. We chose to present in detail the design of one of these experiments, which is called " Common Resource ". To estimate and compare the user experience with the old and the new interface of the system, we used the reduced version of the tool " AttrakDiff " (Hassenzahl, 2010). This tool includes 10 pairs of opposite words (Osgood's scale). The scale contains seven points between every word and its opposite, enabling the user to choose, in every pair, the word that best describes the product. This tool was integrated into a short questionnaire we developed to obtain a simple measure of the learning realized as well as a measure of appreciation of the economic contents of the educational experiment. Questions were also added about other goals of the company, such as the user satisfaction, the desire to recommend the system, etc. Twenty participants took part in our research. They were divided into two groups. The first group tried the old version, estimated it with the questionnaire, then tried the new version and estimated it with the same questionnaire. The second group followed a similar process, but began with the new version to counterbalance the learning effects. Results show that the new version is better estimated than the old version. The pragmatic and hedonic qualities of the new version get respective improvements of 17% and 33%. The evaluation of the global attractiveness of the system reveals a 45% improvement with the new version. These results show an improvement of user experience with the system. The evaluation of the new version is more homogeneous when participants already tested the old version, than when they only tested the new version; the hedonic quality gets an even better score, but the pragmatic quality gets a slightly worse one, maybe because the participant becomes familiar with the usability of the old version. When participants estimate the old version, having already tested the new one, their evaluations of the old version are more severe, which can be explained by the loss aversion. The high educational level of the participants in this research did not allow us to estimate correctly the learning realized in economy, as well as the impact of the appreciation of the economic contents of the experiment on the appreciation of the interface. However, the new version of the system interface positively affects the other goals of the CIRANO with this system, by improving the satisfaction of the user by 13 %, the desire to reuse and to recommend the system by 15 % and 18 %, the desire that similar educational experiments be developed by 20 %, and the image of the CIRANO the system conveys by 23 %. Only the profitability, which reflects the advantageous character of the educational experiment, does not appear to have improved with the new version, because it would be more connected to the contents of the educational experiments.


identifier: Jaafar, W. (2014). Techniques de coopération dans les réseaux à radio cognitive : conception et évaluation des performances  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La technologie de radio cognitive permet aux usagers sans licence (appelés usagers secondaires) de transmettre dans les bandes de fréquences avec licence, sans dégrader la qualité de service des transmissions des usagers avec licence (appelés usagers primaires). Afin d'éviter l'interférence indésirable aux récepteurs primaires, les émetteurs secondaires doivent réduire leurs puissances de transmission. Cette limitation de puissance génère généralement des performances secondaires dégradées. Combiner la technologie à radio cognitive à d'autres technologies de transmission émergentes comme la coopération et la technologie des antennes multiples pourrait bénéficier aux transmissions primaires et secondaires. Dans cette thèse, nous proposons et étudions différentes techniques de coopération pour le réseau à radio cognitive. Certaines techniques exploitent la sélection d'antennes ou bien le pré-codage à un seul relai à plusieurs antennes, alors que d'autres utilisent la sélection de relai(s) lorsque plusieurs relais à une seule antenne sont disponibles pour assister la transmission primaire, la transmission secondaire ou les deux simultanément. Le problème d'allocation de puissance ou de pré-codage associé est étudié, et les expressions exactes des probabilités de blocage primaire et/ou secondaire ou de capacité ergodique secondaire sont dérivées. Pour certaines des techniques proposées, la connaissance imparfaite des canaux de transmission est prise en compte, modifiant ainsi la résolution du problème d'allocation de puissance ou de pré-codage associé. Nous montrons par analyse et simulation que chacune des techniques de coopération proposée est capable d'améliorer considérablement la performance secondaire, tout en respectant la qualité de service primaire. Ces performances dépassent d'une manière significative celles des techniques de transmission conventionnelles (techniques coopératives ou non) utilisées dans le contexte du réseau à radio cognitive.  ABSTRACT: Cognitive radio technology allows unlicensed users (called secondary users) to transmit on the licensed frequency bands, without degrading the quality-of-service of the licensed users' transmissions (called primary users). In order to avoid undesirable interference at the primary receivers, the secondary transmitters have to limit their transmit power. This limitation may cause performance degradation for the secondary transmissions. Combining cognitive radio with other emerging technologies, such as user cooperation and multiple antennas may have many benefits on both the primary and secondary transmissions.  In this dissertation, we propose and investigate different cooperation techniques for the cognitive radio network. Some of the proposed techniques exploit antenna selection or precoding at one multi-antenna relay node, while the other proposed techniques use relay(s) selection when several single-antenna relay nodes are available to assist either the primary, the secondary or both transmissions simultaneously. The associated power allocation problem or pre-coding problem is investigated and the exact expressions of the primary and secondary outage probabilities or the secondary ergodic capacity are derived. For some of the proposed techniques, the imperfect knowledge of the channel states at the secondary transmitters is taken into account, hence modifying the power allocation or pre-coding process. We show by analysis and simulation that each of the proposed cooperation technique is able to improve significantly the secondary performance with respect to the primary Quality-of-Service. The realized performances outperform those of conventional transmission techniques used in the context of cognitive radio networks.


identifier: Plourde-Lescelleur, F. (2014). Comparaison technico-économique de solutions alternatives pour l'abattement des précurseurs de sous-produits organochlorés dans les eaux de surface du Canada  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le chlore est utilisé de façon extensive dans l'industrie nord-américaine du traitement de l'eau potable en raison de sa capacité d'inactivation de nombreux pathogènes tels que les virus, de son faible coût et de la facilité avec laquelle sa concentration résiduelle peut être mesurée en réseau de distribution. Toutefois, la réaction du chlore libre avec la matière organique naturelle (MON) engendre la formation de sous-produits de désinfection (SPD). Qui plus est, la réglementation en matière de SPD a récemment été resserrée au Québec, ce qui a poussé de nombreuses installations de traitement à effectuer une mise à niveau de leur procédé de manière à ce que l'eau traitée puisse répondre aux nouvelles normes. C'est donc dans cette optique que ce projet vise à 1) déterminer expérimentalement le pourcentage d'enlèvement de la matière organique et de réduction des SPD de la coagulation (alun et sulfate ferrique), de l'inter-ozonation, du couplage coagulation-CAP recirculé, du couplage échange d'ions-coagulation et de la nanofiltration spiralée avant l'étape de désinfection, 2) déterminer l'influence du type d'eau utilisé sur le classement des performances et 3) déterminer les coûts d'investissement en capital et en opération et maintenance des différentes chaînes de traitement à l'étude.  ABSTRACT: Chlorine is widely used in the North American water industry for both primary and secondary disinfection. This disinfectant can efficiently inactivate a broad range of pathogens such as viruses at low cost, while providing a measurable residual concentration in distribution systems. However, free chlorine reacts with natural organic matter (NOM) and generates potentially carcinogenic disinfection by-products (DBP). As regulations recently became stricter in the province of Quebec, many utilities using chlorine as secondary disinfectant are reviewing their DBP control strategy to achieve regulatory compliance. The purpose of this project was (i) to evaluate the DBP precursor removal efficiency of six processes, namely alum and ferric sulfate (FS) coagulation, intermediate ozonation (IO3), recirculated powdered activated carbon (PAC), magnetic ion exchange (IX) and spiral-wound nanofiltration, (ii) to assess the impact of source water quality on process performance using six Canadian surface waters representing a broad range of characteristics and (iii) to evaluate the capital investment and operation and maintenance costs of each technology in order to compare the performance of the investigated processes on the grounds of both treatment performance and costs.


identifier: Stoquart, C. (2014). Performance of Aged PAC Suspensions in a Hybrid Membrane Process for Drinking Water Production  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les procédés membranaires hybrides (PMHs) allient l'usage de la filtration membranaire basse pression permettant l'enlèvement efficace des particules, y celui compris de parasites comme Cryptosporidium, à l'usage du charbon actif en poudre (CAP) pour le traitement de la contamination dissoute. Les PMHs sont une alternative prometteuse à la chaine de traitement conventionnelle, qui ne permet plus actuellement aux usines de production d'eau potable de rencontrer les normes de plus en plus sévères sur les composés dissous. Afin de diminuer les coûts opérationnels du procédé, il a été proposé de laisser vieillir le CAP dans le PMH et donc de minimiser le dosage de CAP frais. Jusqu'à présent, des études à l'échelle pilote ont mis en évidence le potentiel du PMH pour l'enlèvement de l'azote ammoniacal et du carbone organique dissous (COD) lorsqu'opéré avec de hauts temps de rétention de CAP (CAP âgé). Par contre, son potentiel à enlever les micropolluants, actuellement au centre des préoccupations des usines de traitement, reste inconnu. Il a été suggéré que l'activité bactérienne contribue de façon majeure à l'enlèvement des composés dissous lorsque l'âge du CAP est élevé (>7 jours). L'adsorption des composés dissous ne peut néanmoins être complètement écartée. Toutefois, les rôles respectifs de ces deux mécanismes pour l'enlèvement des composés dissous par le CAP âgé n'ont jamais été différenciés. Finalement, alors que l'adsorption et l'activité biologique sont deux mécanismes sensibles à la température, le potentiel du PMH en eau froide est peu connu. En conséquence, la disponibilité limitée d'information nuit à la pleine compréhension du procédé, conduisant à une opération non-optimisée du contacteur à CAP âgé dans le PMH.  ABSTRACT: Hybrid membrane processes (HMPs) couple membrane filtration with powdered activated carbon (PAC). In HMPs, low-pressure membranes ensure an efficient particle removal, including protozoan parasites such as Cryptosporidium, while the PAC contactor is devoted to the removal of dissolved compounds. Such processes are emerging as a promising alternative to conventional treatment chains, which no longer allow the drinking water facilities to comply with increasingly stringent regulations on the treated water quality. To decrease the operating costs associated with virgin PAC consumption, it was suggested to let the PAC age in the PAC contactor of the process. Until now, the potential of using aged PAC in HMPs has been demonstrated for ammonia and DOC removal, but the potential to remove micropollutants remains unknown. It is suggested that the biological activity in aged PAC contactors contributes significantly to the removal of the dissolved compounds. Yet, neither the extent of the biomass on the aged PAC, nor the residual adsorption capacity, was quantified. No study focused on discriminating the mechanisms responsible for the treatment when using aged PAC suspensions. Most of the data published on HMPs using aged PAC were gathered at pilot scale under warm water conditions, yet the efficiency of the process is most likely sensitive to temperature changes. There is currently little information available on the efficiency of HMPs under cold water conditions. This lack of information hinders the optimization of the HMP, leading to sub-optimal usage of aged PAC.


identifier: Hosseinalifam, M. (2014). A Mathematical Programming Framework for Network Capacity Control in Customer Choice-Based Revenue Management  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Cette thèse est basée sur l'étude de différentes approches pour répondre à la problématique du contrôle de capacité pour les réseaux en gestion du revenu. Elle est composée de cinq chapitres. Le premier donne une vue d'ensemble de la thèse ainsi que la méthodologie suivie pour analyser chaque approche.  Les trois chapitres suivants sont à mettre en lien avec des articles que nous avons soumis dans des revues internationales. Ils proposent de nouveaux modèles et algorithmes pour le contrôle de capacité en gestion du revenu. Les cinquième et sixième chapitres contiennent la conclusion et l'ouverture de la thèse. Nous décrivons, dans la suite, chaque chapitre plus précisément.  Dans le chapitre deux, nous proposons une approche de programmation mathématique avec  choix de clients afin d'estimer les bid prices variant dans le temps. Notre méthode permet de prendre facilement en compte les contraintes techniques et pratiques d'un système de réservation central contrairement aux solutions actuelles proposées dans la littérature. En plus d'avoir développé un filtre vérifiant la disponibilité de combinaisons de produits sous un contrôle par bid price, nous avons mis au point un algorithme de génération de colonnes où une puissante heuristique est utilisée pour résoudre le sous-Problème fractionnel qui est NP-difficile. Encore une fois nos résultats numériques sur des données simulées  montrent que notre solution est meilleure que les approches actuelles. Dans le chapitre trois, nous développons une nouvelle méthode de programmation mathématique pour obtenir une allocation optimale des ressources avec un modèle de demande à choix non paramétriques. Notre méthode est alors complétement flexible et ne souffre pas des inefficacités des modèles paramétriques actuels comme ceux de type multinomial logit. Pour cela, nous avons modifié un algorithme de génération de colonnes afin de traiter efficacement des problèmes réels de grande taille. Nos résultats numériques montrent que notre méthode est meilleure que les méthodes de la littérature actuelle à la fois en qualité de la solution qu'en temps de résolution. Dans le chapitre quatre, nous analysons un nouveau programme mathématique avec choix de clients pour estimer des booking limits qui doivent respecter une hiérarchie (nesting) ainsi que des règles commerciales imposées par le système de réservation central. De la même manière qu'au chapitre précédent, nous identifions les combinaisons de produits respectant ou non la hiérarchie (nesting) fixée par la politique de contrôle et nous développons une heuristique basée sur la décomposition. En simulant le processus stochastique d'arrivée,  nous montrons encore une fois  l'efficacité de notre méthode pour résoudre des problèmes complexes.  ABSTRACT: This dissertation, composed of five chapters, studies several policies concerned with the issue of capacity control in network revenue management. The first chapter provides an overview of the thesis, together with the general methodology used to analyze the control policies. In the next three chapters, each of which corresponding to a paper submitted to an international journal, we propose new models and algorithms for addressing network revenue management. The fifth and final chapter concludes the dissertation, opening avenues for further investigation. We now describe the content of each article in more detail. In Chapter 2, we propose a customer choice-based mathematical programming approach to estimate time-dependent bid prices. In contrast with most approaches  in the literature, ours can easily accommodate technical and practical constraints imposed by central reservation systems. Besides developing a filter that checks the compatibility of feasible product combinations under bid price control, we develop a column generation algorithm where a powerful heuristic is used to solve the NP-hard fractional subproblem. Again, our computational results show, based on simulated data, that the new approach outperforms alternative approaches. In Chapter 3,  we develop a new mathematical programming framework to derive optimal an optimal allocation of resources under a non-parametric choice model of demand. The implemented model is completely flexible and removes the inefficiencies of current parametric models, such as those of the ubiquitous multinomial logit. We develop for its solution a modified column generation algorithm that can efficiently address large scale, real world problems. Our computational results show that the new approach outperforms alternative approaches from the current literature, both in the terms of the quality of the solution and the required processing time. In Chapter 4, we analyze a novel customer choice-based mathematical program to estimate  booking limits that are required to be nested, while simultaneously satisfying the business rules imposed by most central reservation system. Similar to what was accomplished in the previous chapter, we identify product combinations that are compatible (or not) with some nested control policy, and develop a decomposition-based heuristic algorithm. By simulating the stochastic arrival process, we again illustrate the efficiency of the method to tackle complex problems.


identifier: Morin, R. (2014). Conceptualisation de l'interface d'un logiciel d'assistance à l'analyse ergonomique de tâche avec intégration de plusieurs méthodes  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Il arrive souvent, dans le cours d'une analyse ergonomique de tâche, qu'il soit nécessaire d'utiliser plus d'une méthode d'analyse pour tirer un maximum d'enseignements des diverses sources d'informations concernant la tâche effectuée par un humain (p. ex. : documents, interviews, observations, prises de mesures, etc.). Malheureusement, dans le contexte actuel, les logiciels qui sont mis à la disposition des analystes ne supportent qu'une seule méthode d'analyse, ce qui force ces derniers à soit n'utiliser qu'une seule méthode soit, s'ils veulent vraiment utiliser plusieurs méthodes, à dupliquer certaines informations pour utiliser d'autres logiciels supportant chacun une autre méthode. Il y a donc tout lieu de croire qu'un logiciel supportant plusieurs méthodes d'analyse peut être utile. L'objectif de cette recherche est donc d'effectuer une proposition détaillée de ce que pourraient être les fonctionnalités et l'interface utilisateur d'un tel logiciel. Après une revue de la littérature sur les méthodes d'analyse ergonomique de tâche, il a été décidé que le logiciel allait supporter un éventail de méthodes permettant l'analyse de tâches individuelles, incluant l'analyse hiérarchique de tâche (AHT), l'ordinogramme de traitement humain de l'information (OTHI) qui est une forme d'analyse procédurale, la méthode analytique de description de tâche (MAD), l'analyse temporelle, KLM-GOMS et CMN-GOMS. En cours de route, CMN-GOMS s'est révélé être une méthode d'analyse hybride, puisqu'elle est, en fait, une combinaison de deux méthodes : AHT et KLM-GOMS. La méthode CMN-GOMS ne sera donc supportée par @Esperanto que sous la forme d'une analyse multiméthode, soit l'une des nombreuses possibilités du logiciel. Parce que les méthodes d'analyse de tâches susmentionnées doivent être supportées par un seul et même logiciel, elles ont été soigneusement étudiées pour déterminer leurs points communs et leurs différences. Constatant de nettes différences entre les méthodes sur le plan de leur expressivité, on a voulu, sans affecter leur essence, réduire ces différences pour faciliter les échanges d'informations entre elles. Les méthodes retenues ont donc été rangées dans l'une de deux grandes classes, selon qu'elles servent à analyser une tâche globalement ou à en préciser tous les détails, puis leur expressivité a été examinée et, si possible, augmentée pour obtenir dans chaque classe la plus large base commune possible. Par la suite, tous les efforts ont porté sur la conceptualisation du logiciel et sur le prototypage très détaillé de plusieurs fenêtres de son interface utilisateur. Le résultat donne une bonne vue d'ensemble des principales fonctionnalités du logiciel et de l'organisation de son interface utilisateur et pourra servir, espère-t-on, comme outil de promotion pour la création d'un logiciel d'analyse ergonomique de tâche multiméthode.  ABSTRACT: Oftentimes, in the course of an ergonomic task analysis, it is necessary to use more than one task-analysis method in order to get the most out of the information gathered about a task that humans must carry out (e.g., documents, interviews, observations, measurement taking, etc.). Unfortunately, the current situation is that all widely available task-analysis software applications support only one task analysis method, thus forcing analysts to either use only one method or to duplicate some information in order to use many applications, each supporting a different method. Therefore, there is every reason to believe that an application supporting multiple task-analysis methods would be useful. The current research goal is to create a detailed proposal for the envisioned functionalities and user interface of such application. After a literature review on ergonomic task analysis methods, it was decided that the proposed application would support an array of methods for the analysis of individual tasks, including Hierarchical Task Analysis (HTA), a form of procedural analysis, MAD (the French acronym for Analytical [Task] Description Method), a timeline analysis method, KLM-GOMS and CMN-GOMS. Along the way, CMN-GOMS was found to be a hybrid method, as it is a combination of two methods: HTA and KLM-GOMS. CMN-GOMS will therefore not be directly supported; rather, it will be supported as one of the many possible combinations for multi-method analysis. As the aforementioned task-analysis methods must be supported by a single application, they have been carefully studied in order to highlight their commonalities and their differences. Because considerable differences in regard to expressiveness were exposed — while adamant in our desire to not change the essence of each method — we set out to minimize these differences. For this, we assigned every supported method to one of two classes, depending on whether it is meant to analyze the various components of a task or to delve into its minutiae. Then, the expressiveness of each was examined and, as feasible, extended in order to increase commonalities among methods of the same class. Once this was done, all efforts have focused on conceptualizing the application's functionalities as well as prototyping most of its user interface. The resulting thesis provides a good overview of the application's planned functionalities and proposed user interface which, it is hoped, can serve as a promotion tool to create excitement leading to the creation of this multi-method ergonomic task analysis application.


identifier: Plouffe, C. (2014). Modélisation âge-période-cohorte-caractéristiques de la demande de transport  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La demande de transport dans la grande région de Montréal est exposée à une évolution à la fois sur le plan démographique que sur le plan géographique. La structure de la population se transforme sous l'effet du vieillissement et on observe des changements dans la distribution de l'offre de transport, des ménages et des activités sur le territoire. Dans ce contexte, il peut être difficile de discerner quels comportements sont susceptibles de se maintenir tout au long de la vie, de se reproduire chez les générations subséquentes, ou lesquels risquent de se modifier, abruptement ou tranquillement. Il est essentiel pour l'acuité des prévisions de la demande de transport d'être en mesure de se prononcer sur le maintien ou la transformation des comportements de mobilité. L'objectif de ce projet est donc centré sur l'identification de tendances. La reconnaissance de tendances lourdes, émergentes ou même déclinantes, tout en départageant ces tendances de l'adaptation momentanée à un évènement d'une durée limité, faciliterait évidemment l'établissement de scénarios tendanciels et d'hypothèses solides pour les modèles de prévision de la demande de transport. Le contexte montréalais est particulièrement favorable à la mise en pratique de techniques démographiques en raison de la richesse des bases de données et des approches de prévision actuellement utilisées. Les enquêtes Origine-Destination fournissent en effet un ensemble de données important et de qualité, ce qui rend possible la construction de cohortes synthétiques nécessaires à l'application de méthodes démographiques.  ABSTRACT: Travel demand in the Greater Montreal Area is subject to both demographic and geographic evolutions. The structure of the population is changing, namely as a result of the aging process, and we see changes in the distribution of transport supply as well as home and activity location across the region. In this context, it may be difficult to distinguish what behaviors are likely to persist throughout life and generations or change, abruptly or slowly. It is important for the validity of the travel demand forecasting process to be able to recognize the steadiness or the transformation of behaviors. The objective of this research is focused on the identification of important trends. Recognition of long-term, new or even declining trends, as well as the capacity to discriminate between real trend and punctual adaptation to an event would obviously facilitate the establishment of strong trend scenarios and hypothesis for travel demand forecasting models. The Montreal context is particularly favorable to the implementation of demographic techniques because of the richness of its databases as well as the current forecasting approaches used. Indeed, Origin-Destination surveys provide an important set of high quality data, which makes possible the construction of synthetic cohorts required for the application of demographic methods


identifier: G. Couturier, C. (2014). Méthode de calcul de coûts de programmes de transformation d'entreprise pour l'industrie du luxe  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les entreprises de l'industrie du luxe doivent faire face à une pression constante des marchés afin de développer et produire des produits de qualité irréprochable dans des délais toujours plus cours tout en répondant aux exigences uniques et particulières de ces clients. En réponse à ces défis, les entreprises de ce secteur ont amorcé des programmes de transformation de leurs processus d'affaires. Ces programmes, composés d'initiatives localisées et transversales, sont aujourd'hui des incontournables et font partie intégrante de la stratégie d'entreprise. Les bénéfices opérationnels résultants permettent aux entreprises d'entretenir leur recherche constante de qualité et de productivité et de maintenir leur position dans cet univers hautement compétitif. Malgré que ces démarches aient fait leurs preuves d'un point de vue terrain, les entreprises de l'industrie du luxe sont aujourd'hui incapables de déterminer les sommes réellement investies dans la conduite de leur programme de transformation. Ceci signifie qu'elles ne peuvent déterminer le retour sur investissement des efforts déployés et n'ont qu'une vision partielle de la progression des projets. Calculer le coût d'un programme de transformation est toutefois difficile.  Cela implique notamment d'être en mesure de déterminer le coût de chaque projet individuellement et de considérer les synergies entre ces derniers. Reconnaissant cette difficulté et les opportunités associées, ce mémoire propose un modèle de calcul de coût des programmes de transformation des processus d'affaires pour l'industrie du luxe. En d'autres termes, notre modèle permet aux entreprises de déterminer un coût global à partir des ressources réellement consommées dans la réalisation de chaque projet de transformation tout en considérant les interactions entre ceux-ci. Pour ce faire, le calcul de coût par activité, ou activity based costing (ABC), apparaît comme une méthode appropriée. En effet, sa décomposition des processus en activités comme unité d'analyse permet d'identifier clairement les ressources consommées afin de dégager un coût d'exécution représentatif. Le développement du modèle a été réalisé en suivant méthodologie de recherche mixte, c'est-à-dire empirique et expérimentale, basée sur la démarche DRM (Design Research Methodology) proposée par Blessing et Chakrabarti (2009). Les travaux de Lemieux et al. (2013c) furent utilisés en tant que référentiel pour représenter les programmes de transformation pour l'industrie du luxe.  En guise de collecte de données, le chercheur occupa le poste de chef de projet au sein du service responsable des programmes de transformation pour une entreprise reconnue de l'industrie du luxe.  Au final, le modèle de calcul développé constitue un premier pas dans la maîtrise financière des efforts consentis aux programmes de transformation pour l'industrie du luxe. Le calcul de coût que nous proposons constitue un des rares outils capables de mesurer les ressources consommées pour chaque projet de transformation de manière individuelle, et ce, peu importe sa nature. De par son originalité, notre modèle ouvre sur plusieurs avenues de recherche dans le domaine de la gestion à long terme des ressources de l'entreprise allouées à ces initiatives.  Mots clés : Industrie du luxe, Modélisation de coûts, Calcul de coût par activité, Programme de transformation.  ABSTRACT: Companies in the luxury goods industry face constant pressure from the markets to develop and produce high-quality products in shorter time frames while responding to the unique and specific requirements of their customers. In response to these challenges, luxury companies have initiated business process transformation programs. These programs, consisting of local and strategic initiatives, are now a crucial part of business strategy. The resulting operational benefits allow companies to uphold their constant search for quality and productivity and to maintain their position in this highly competitive world. Although these approaches have proven their worth in the field, luxury companies are currently unable to determine the actual cost invested in the realization of their transformation programs. This means that they cannot determine their return on investment and that they only have a partial view from a project management perspective. Calculating the cost of a transformation program involves determining the cost of each project individually and considering the synergies between them. Recognizing this problem in the industry and the possible opportunities, this paper proposes a costing model to evaluate the costs of running business process transformation programs within the luxury industry. In other words, the model enables companies to determine an overall cost based on the resources actually consumed during each project's execution, while still considering the interactions between them. Activity-based costing (ABC) seems like an appropriate method to accomplish this goal. In fact, breaking down processes into activities to serve as units of analysis should create sufficient transparency of consumed resources in order to generate a representative cost of execution. The calculation model was developed using a research methodology that blends empirical and experimental approaches, based on the Design Research Methodology (DRM) proposed by Blessing and Chakrabarti (2009). The work of Lemieux et al. (2013c) was used as a benchmark of transformation programs for the luxury industry. In order to collect data, the researcher served as a project leader responsible for transformation projects of a recognized company in the luxury industry. There are numerous contributions from existing scientific literature. The proposed calculation model is a first step towards financial control over the efforts concerning transformation programs for the luxury industry. The proposed costing model is one of the few tools that individually measures the resources consumed for each transformation project, regardless of its nature. As for its originality, this model opens several avenues of research in the field of long-term management of company resources allocated to these initiatives.


identifier: Bourdeau, J.-S. (2014). Méthodologie d'analyse automatisée des stationnements  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'automobile a créé le besoin de stationnement et a eu un effet important sur l'utilisation du sol, directement (en espaces de stationnement) et indirectement (en permettant des déplacements sur les réseaux). Malgré cela, le stationnement reste un sujet assez peu étudié, bien qu'il soit d'une importance capitale dans la gestion de la mobilité et de l'accessibilité des personnes dans les villes. Ce projet de recherche vise à développer des méthodes d'analyse de l'offre et de l'utilisation des stationnements. Plus particulièrement, les objectifs suivants sont poursuivis :  Créer des outils automatisés de traitement et d'analyse des données des panneaux de règlementation de stationnement de la ville de Montréal, dans le but d'étudier l'offre de stationnement sur rue ainsi que sa variabilité dans le temps et dans l'espace.  Développer des procédures permettant d'analyser l'utilisation des stationnements à l'aide des données de déplacements de l'enquête Origine-Destination (OD).  Développer un système d'information qui assure une intégration cohérente des estimés d'offre et des comportements d'utilisation des stationnements.  ABSTRACT: Parking is the strongest link between car use and land use. However, it remains a relatively unstudied topic, even though it is a vital element in the management of urban mobility and accessibility. The main objective of this research is to develop analysis methods to study parking supply and use. More precisely, the following specific objectives are pursued :  Design of automated tools to analyze parking sign data of the city of Montréal, in order to study parking supply and how it varies in time and space.  Development of automated procedures to analyze parking utilization using trip data from the Origin-Destination (OD) survey.  Development of an information system integrating the supply estimations and the utilization behaviors derived from the OD survey. The first step of this project is to review past research conducted on parking. The review focuses on research made on parking utilization, as well as on parking management and on the many impacts of parking on travel behaviors, use of transportation systems and on the structure of cities.


identifier: Sioui, L. (2014). Pour une approche pragmatique et opérationnelle de la mobilité durable: Concept, méthodes et outils  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'intégration et l'opérationnalisation de la durabilité en transport sont des préoccupations grandissantes pour les autorités publiques. Les instances décisionnelles désirent justifier leurs actions au regard de la mobilité durable. Cette mise en oeuvre fait naître le besoin d'évaluation de la mobilité durable pour, par exemple, comparer différents projets envisagés ou suivre l'évolution sur un territoire. Désirs réels mais récents, aucun outil n'est actuellement au point pour évaluer la mobilité durable.  ABSTRACT: The integration and the operational implementation of sustainability in transportation are growing concerns among public authorities. In fact, policymakers want to justify their actions with regard to sustainable mobility. However, its implementation starts by a proper evaluation. For instance, it is required to compare various transportation projects or to monitor sustainable mobility over a territory. Besides these recent desires, no operational tool is currently available to assess sustainable mobility. This study highlights many issues related to the measurement of sustainable mobility, namely the various needs for assessment, the ambiguity of the definition of sustainable development, the multitude and diversity of impacts of mobility on the environment, society and economy, the lack of integration of causal relationships in existing systems of indicators, the redundancy of issues, the spatial and the temporal variability of phenomena to be measured. In order to evaluate sustainable mobility, this research provides a detailed thought on its definition, and also on the selection of indicators and their estimation methods. The ultimate goal of this work is to develop a framework for the evaluation of sustainable mobility. It will guide planners in selecting and estimating indicators, and also help them choose relevant actions or policies.


identifier: Azarfar, A. (2014). Reliability and Quality of Service in Opportunistic Spectrum Access  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les réseaux radio-cognitif constituent une des meilleures options technologiques pour les réseaux sans-fil futurs. Afin d'étudier comment la fiabilité devrait être redéfinie dans ces réseaux, nous étudions d'abord les sources les plus fréquentes de panne dans les réseaux sans-fil et fournissons une procédure systématique de classement des pannes. Il est ensuite expliqué comment les radios cognitives peuvent profiter de leur propre capacité à mettre en œuvre des mécanismes efficaces de prévention et de récupération contre les pannes et ainsi assurer des communications sans-fil fiables et de qualité de service constante. En considérant des normes arrivantes sur la base de l'OSA, ce qui distingue un réseau radio-cognitif de ses prédécesseurs est des changements fréquents de canal ainsi que de nouvelles exigences telles la détection de disponibilité et la décision d'utilisation du spectre. Nous nous concentrons sur cet aspect et modélisons la remise du spectre comme une panne. Par conséquent, améliorer la fiabilité est équivalent à augmenter le temps moyen entre pannes, à rendre plus efficace le processus de récupération et à réduire le temps moyen de réparation. Nous étudions donc d'abord l'impact du temps de récupération sur la performance du réseau radio-cognitif. En classifiant les pannes en dures et souples, il est examiné comment la disponibilité, le temps moyen entre pannes et le temps moyen jusqu'à la réparation sont touchés par le procès de récupération. Nous observons que le temps dépensé pour la récupération empêche le réseau d'atteindre le maximum de disponibilité. Par conséquent, pour obtenir un temps plus élevé entre pannes et un temps de réparation plus court, une option disponible est d'augmenter le nombre de canaux pouvant être utilisés par le réseau radio-cognitif, de sorte que, avec une haute probabilité, un utilisateur qui a raté le canal puisse trouver bientôt un nouveau canal. De l'autre côté, un mécanisme de récupération efficace est nécessaire pour mieux profiter de ce grand nombre de canaux; l'amélioration de la récupération est donc indispensable. Pour étudier l'impact de la récupération sur les couches plus hautes (e.g., la couche liaison et réseau), l'approche de l'analyse de file d'attente est choisie. Compte tenu des périodes de récupération comme une interruption de service, un modèle général de file d'attente de M/G/1 avec des interruptions est proposé. Différents paramètres de fiabilité et de qualité de service peuvent être trouvés à partir de ce modèle de file d'attente pour étudier comment la spécification des canaux, tels la distribution des périodes de disponibilité et d'indisponibilité, et la spécification de l'algorithme de récupération, tels la durée de récupération, affectent les paramètres de performance comme la perte de paquets, de retard et de gigue, et aussi le temps entre pannes. Pour soutenir la différenciation des classes de trafic, nous proposons une approche de file d'attente  avec priorité. Nous proposons une extension des résultats du modèle de file d'attente générale et présentons quatre différentes disciplines de file d'attente de priorité, allant d'un régime préemptif absolu à un régime complètement non préemptif. Les nouvelles disciplines augmentent la flexibilité et la résolution de décision et permettent au noeud CR de contrôler l'interaction des différentes classes de trafic avec plus de précision.  ABSTRACT: Cognitive-radio based wireless networks are a technology of choice for incoming wireless networks. To investigate how reliability should be redefined for these networks, we study the most common sources of failure in wireless networks and provide a systematic failure classification procedure. It is then explained how cognitive radios can use their inherent capabilities to implement efficient prevention and recovery mechanisms to combat failures and thereby provide more reliable communications and consistent quality of service in wireless networks. Considering incoming OSA-based standards, what distinguishes a cognitive radio network from its predecessors is the frequent spectrum handovers along with new requirements such as spectrum sensing and spectrum usage decision. We thus focus on this aspect and model the spectrum handover as a failure, so improving the reliability is equivalent to increasing the mean time to failure, improving the recovery process and shortening the mean time to repair. We first study the impact of the recovery time on the performance of the cognitive radio network. By classifying the failures into hard and soft, it is investigated how the availability, mean time to failure and mean time to repair are affected by the recovery time. It is observed that the time spent for recovery prevents the network from reaching the maximum availability. Therefore, to achieve a high mean time to hard failure and low mean time to repair, an available option is to increase the number of channels, so that with a high probability, a user who missed the channel can soon find a new channel. On the other side, an efficient recovery scheme is required to better take advantage of a large number of channels. Recovery improvement is thus indispensable. To study the impact of recovery on higher communication layers, a queueing approach is chosen. Considering the recovery periods as a service interruption, a general M/G/1 queueing model with interruption is proposed. Different reliability and quality of service parameters can be found from this queueing model to investigate how channel parameters, such as availability and unavailability periods, and the recovery algorithm specifications, such as the recovery duration, affect packet loss, delay and jitter, and also the MTTF and MTTR for hard and soft failures. To support traffic differentiation, we suggest a priority queueing approach. We extend the results of the general queueing model and discuss four different priority queueing disciplines ranging from a pure preemptive scheme to a pure non-preemptive scheme. New disciplines increase the flexibility and decision resolution and enable the CR node to more accurately control the interaction of different classes of traffic. The models are solved, so it can be analyzed how the reliability and quality of service parameters, such as delay and jitter, for a specific class of traffic are affected not only by the channel parameters, but also by the characteristics of other traffic classes.  The M/G/1 queueing model with interruptions is a foundation for performance analysis and an answer to the need of having closed-form analytical relations. We then extend the queueing model to more realistic scenarios, first with heterogeneous channels (heterogeneous service rate for different channels) and second with multiple users and a random medium access model.


identifier: Sari, G.-R. (2014). Model Analysis and Nonlinear Control of Air Compressors  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Pendant des décennies, les turbines à gaz ont été des dispositifs importants et fiables dans les domaines de la production d'énergie, de l'industrie pétrochimique, et de l'aéronautique. Ces machines utilisent les compresseurs centrifuges et axiaux qui se dégradent en présence d'instabilités aérodynamiques telles que le pompage et le décrochage tournant. Ces dernières limitent la performance et peuvent causer des sollicitations mécaniques importantes, une réduction de la durée de vie, du bruit et des vibrations. De plus, dans les compresseurs axiaux à vitesse variable (CAVV), les variations de vitesse affectent la stabilité des systèmes et peuvent entraîner le pompage et le décrochage tournant. Cela limite le taux de variation de vitesse et pénalise la performance.  Le travail présenté dans cette thèse dresse premièrement l'analyse de bifurcation du modèle des CAVVs afin d'étudier l'impact de la dynamique de la vitesse sur la stabilité de points de fonctionnement efficaces. Ici, le taux de variation de vitesse (accélération) est défini comme un nouveau paramètre du modèle et une analyse détaillée de bifurcation numérique est fournie. Les résultats des simulations dans le domaine temporel valident non seulement l'analyse de bifurcation, mais élargissent aussi nos connaissances sur la réponse transitoire du modèle, qui est d'une importance majeure. L'analyse réalisée révèle que les variations de vitesse peuvent mener à un décrochage tournant entièrement développé ainsi qu'au décrochage temporaire mentionné précédemment. Les résultats montrent que les instabilités développées dépendent fortement  du taux d'accélération. L'impact des autres paramètres du modèle, les vitesses initiale et finale, et la contribution des modes du décrochage sont également étudiés. Au niveau du contrôle, malgré toutes les réalisations présentées, la conception d'une commande robuste même pour des systèmes de compression axiaux à vitesse constante demeure encore un problème difficile. Ici, deux méthodes de commande non linéaires: le contrôle par modes glissants et le contrôle par passivité sont proposées pour résoudre ce problème de stabilité. Ces deux approches traitent de tous les aspects difficiles du sujet qui apparaissent dans la littérature : l'impact des perturbations externes, le manque de connaissance précise des paramètres du modèle, et l'absence d'un retour d'état complet.  ABSTRACT: For decades, gas turbines have been important, widespread, and reliable devices in the field of power generation, petrochemical industry, and aeronautics. They employ centrifugal and axial compressors which suffer from aerodynamic instabilities, namely, surge and rotating stall. These performance limiting instabilities can cause component stress, lifespan reduction, noise, and vibration. Furthermore, in variable speed axial compressors (VSACs), speed variations affect the system stability and can lead to surge and rotating stall. This limits the rate of speed variations and results in important performance penalties.  The present work firstly addresses the bifurcation analysis of VSACs' model to investigate the impact of speed dynamics on the stability of efficient operating points. Here, the rate of speed variations (acceleration rate) is defined as a new parameter of the model and a detailed numerical bifurcation analysis is provided. The results of time-domain simulations not only validate the results of bifurcation analysis, but also broaden our knowledge about the transient response of the model, which is a matter of importance as well. The analysis reveals that speed variations can lead to a fully developed rotating stall as well as the previously reported temporary stall developments. The results show that the developed instabilities depend to a great extent on the acceleration rate. The impact of other key issues such as throttle gain, viscosity factor, initial speed, final speed, and the contribution of stall modes are also explored.  From the control point of view, despite reported achievements, robust control design for compression systems remains a challenging problem. In this work, at first, two nonlinear approaches are proposed to tackle the stability problem of constant-speed axial compressors (CSACs). The first approach is a robust passivity-based control and the second one is a second order sliding mode control. The approaches tackle the challenging problems being addressed in the literature such as: the impact of external perturbations, the lack of detailed parameters knowledge, and the absence of full-state feedback. They drive the control from pressure and mass flow measurements and use throttle and close-coupled valve actuations. Finally, this study reports that these methods can be used in the case of VSACs by applying the required modifications to simultaneously control speed and instabilities. This simultaneous control design has been an open problem and the proposed method can improve the performance of VSACs.


identifier: Doyon-Poulin, P. (2014). Effet de l'encombrement visuel de l'écran primaire de vol sur la performance du pilote, la charge de travail et le parcours visuel  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le poste de pilotage d'un avion de ligne du XXIe siècle ne ressemble pas à celui que les frères Wright ont occupé lors de leur premier vol. En effet, la croissance accélérée de l'aviation civile a entrainé une augmentation et une complexification des instruments de vol du poste de pilotage afin de compléter le vol en toute sécurité et dans les temps prévus. Or, présenter au pilote une abondance d'information visuelle par l'entremise d'instruments de vol visuellement encombrés risque de diminuer sa performance de vol. La thématique de l'encombrement visuel des écrans a reçu un intérêt croissant de la communauté aéronautique qui cherche à connaître les effets de la densité et de la surcharge d'information sur le travail des pilotes. La réglementation aérienne demande de minimiser l'encombrement visuel des écrans du poste de pilotage. Les études précédentes sur le sujet ont trouvé un effet mixte de l'encombrement visuel de l'écran primaire de vol sur la performance technique de vol des pilotes. D'autres recherches s'avéraient donc nécessaire pour mieux comprendre ce phénomène. Dans cette thèse, nous avons réalisé une étude expérimentale dans un simulateur de vol afin d'étudier les effets de l'encombrement visuel de l'écran primaire de vol sur la performance du pilote, sa charge mentale de travail et son parcours visuel. Tout d'abord, nous avons identifié une lacune dans les définitions existantes de l'encombrement visuel d'un affichage et nous avons proposé une nouvelle définition pertinente pour le milieu aéronautique qui tient compte du contexte d'utilisation de l'affichage. Ensuite, nous avons montré que les études précédentes sur l'effet de l'encombrement visuel de l'écran primaire de vol sur la performance des pilotes ont mal isolé la variable d'encombrement visuel en manipulant celle-ci en même temps que la fonction de guidage de l'appareil. L'utilisation d'une fonction de guidage différente entre les affichages peut avoir masquée l'effet de l'encombrement visuel sur la performance du pilote. Pour résoudre ce problème, nous avons proposé trois exigences que tous les affichages à l'étude doivent satisfaire afin d'assurer que seule la variable d'encombrement visuelle est manipulée durant l'étude en laissant intouchées les autres variables. Ensuite, nous avons conçu trois écrans primaires de vol ayant un niveau d'encombrement visuel différent (faible, modéré, élevé) mais la même fonction de guidage, en respectant les exigences mentionnées ci-dessus. Douze pilotes, comptant en moyenne plus de 4000 heures de vol, ont complété une approche aux instruments dans un simulateur de vol en utilisant chacun des écrans pour un total de neuf répétitions. Les principaux résultats montrent que les pilotes ont rapporté un niveau de charge mentale de travail inférieure et ont obtenu une meilleure précision latérale durant l'approche en utilisant l'écran ayant un niveau modéré d'encombrement visuel comparativement aux écrans ayant un niveau faible et un niveau élevé d'encombrement visuel. Les pilotes ont aussi jugé que l'écran modérément encombré a été le plus utile pour la tâche de vol comparativement aux deux autres écrans. Les résultats d'oculométrie montrent que l'efficience du parcours visuel du pilote a diminué pour l'écran ayant un encombrement élevé comparativement aux écrans ayant un encombrement faible et un encombrement modéré. Globalement, ces nouveaux résultats expérimentaux révèlent la pertinence d'optimiser l'encombrement visuel des affichages de vol, car il affecte la performance objective et subjective de pilotes expérimentés dans la tâche de vol. La thèse se conclut avec des recommandations pratiques visant à permettre aux concepteurs d'optimiser l'encombrement visuel des écrans dans les interfaces humain-machine.  ABSTRACT: Flight deck of 21st century commercial aircrafts does not look like the one the Wright brothers used for their first flight. The rapid growth of civilian aviation resulted in an increase in the number of flight deck instruments and of their complexity, in order to complete a safe and on- time flight. However, presenting an abundance of visual information using visually cluttered flight instruments might reduce the pilot's flight performance. Visual clutter has received an increased interest by the aerospace community to understand the effects of visual density and information overload on pilots' performance. Aerospace regulations demand to minimize visual clutter of flight deck displays. Past studies found a mixed effect of visual clutter of the primary flight display on pilots' technical flight performance. More research is needed to better understand this subject. In this thesis, we did an experimental study in a flight simulator to test the effects of visual clutter of the primary flight display on the pilot's technical flight performance, mental workload and gaze pattern. First, we identified a gap in existing definitions of visual clutter and we proposed a new definition relevant to the aerospace community that takes into account the context of use of the display. Then, we showed that past research on the effects of visual clutter of the primary flight display on pilots' performance did not manipulate the variable of visual clutter in a similar manner. Past research changed visual clutter at the same time than the flight guidance function. Using a different flight guidance function between displays might have masked the effect of visual clutter on pilots' performance. To solve this issue, we proposed three requirements that all tested displays must satisfy to assure that only the variable of visual clutter is changed during study while leaving other variables unaffected. Then, we designed three primary flight displays with a different visual clutter level (low, medium, high) but with the same flight guidance function, by respecting the previous requirements. Twelve pilots, with a mean experience of over 4000 total flight hours, completed an instrument landing in a flight simulator using all three displays for a total of nine repetitions. Our results showed that pilots reported lower workload level and had better lateral precision during the approach using the medium-clutter display compared to the low- and high-clutter displays. Also, pilots reported that the medium-clutter display was the most useful for the flight task compared to the two other displays. Eye tracker results showed that pilots' gaze pattern was less efficient for the high-clutter display compared to the low- and medium-clutter displays. Overall, these new experimental results emphasize the importance of optimizing visual clutter of flight displays as it affects both objective and subjective performance of experienced pilots in their flying task. This thesis ends with practical recommendations to help designers optimize visual clutter of displays used for man-machine interface.


identifier: Bueno, E. F. (2014). Mathematical Modeling and Optimization Approaches for Scheduling the Regular-Season Games of the National Hockey League  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La Ligue nationale de hockey (LNH) est une association sportive professionnelle de hockey sur glace regroupant des équipes du Canada et des États-Unis. Chaque année, la LNH dois compter sur un calendrier de haute qualité concernant des questions économiques et d'équité pour les 1230 matchs de sa saison régulière. Dans cette thèse, nous proposons le premier modèle de programmation linéaire en nombres entiers (PLNE) pour le problème de la planification de ces matchs. Basé sur la littérature scientifique en planification des horaires sportifs, et aussi sur un raisonnement pratique, nous identifions et soulignons des exigences essentielles et des préférences qui doivent être satisfaites par des calendriers de haute qualité pour la LNH. La construction de tels calendriers, tout comme la planification des horaires sportifs en général, s'avère une tâche très difficile qui doit prendre en compte des intérêts concurrents et, dans plusieurs cas, subjectifs. En particulier, les expérimentations numériques que nous décrivons dans cette étude fournissent des évidences solides suggérant qu'une approche basée sur la PLNE est actuellement incapable de résoudre des instances de taille réaliste pour le problème. Pour surmonter cet inconvénient, nous proposons ensuite un algorithme de recherche adaptative à voisinage large (ALNS) qui intègre à la fois des nouvelles stratégies et des heuristiques spécialisées provenant de la littérature scientifique. Afin de tester cette approche, nous générons plusieurs instances du problème. Toutes les instances sont basées sur les calendriers officiels de la LNH et, en particulier, utilisent les dates de matchs à domicile de chaque équipe comme des dates de disponibilité de son aréna. Dans les situations les plus difficiles, la disponibilité des arénas est rare ou est à son minimum. Dans tous les cas, en ce qui concerne les indicateurs de qualité soulevés, l'algorithme ALNS a été capable de générer des calendriers clairement meilleur que leur correspondants adoptés par la LNH. Les résultats obtenus suggèrent que notre approche pourrait certainement permettre aux gestionnaires de la LNH de trouver des calendriers de meilleur qualité par rapport à une variété de nouvelles préférences.  ABSTRACT: The National Hockey League (NHL) is a major professional ice hockey league composed of 30 teams located throughout the United States and Canada. Every year, the NHL must rely on a high-quality schedule regarding both economic and fairness issues for the 1230 games of its regular season. In this thesis, we propose the first integer linear programming (IP) model for the problem of scheduling those games. Based both on the pertinent sports scheduling literature and on practical reasoning, we identify and point out essential requirements and preferences that should be satisfied by good NHL schedules. Finding such schedules, as many other sports scheduling problems, is a very difficult task that involves several stakeholders with many conflicting, and often subjective, interests. In fact, computational experiments that we describe in this study, provide compelling evidence that an IP approach is currently unable to solve instances of realistic size for the problem. To overcome such drawback, we propose then an Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) algorithm that integrates both novel strategies and specialized heuristics from the scientific literature. To test the approach, we generate instances based on past NHL schedules and on a given number of arena-available dates that are suitable for the home games of each team. In the most challenging instances, availability of arenas is scarce or at its minimum. In all cases, regarding the identified concerns, the ALNS algorithm was able to generate much better schedules than those implemented by the NHL. Results obtained suggest that our approach could certainly identify unnecessary weakness in NHL schedules, makes the NHL managers aware of better schedules with respect to different requirements, and even lead them to consider other desired features they might not have previously taken into account.


identifier: Ghazi, G. (2014). Développement d'une plateforme de simulation et d'un pilote automatique - application aux Cessna Citation X et Hawker 800XP  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce mémoire présente plusieurs méthodologies destinées à la conception d'outils dédiés à l'analyse de la stabilité et au contrôle d'un avion d'affaires. Dans un premier temps, un modèle de vol générique a été élaboré pour prédire le comportement de l'aéronef suite à des entrées sur ses commandes ou suite à une perturbation quelconque. Pour cela, différents types de vents ont été pris en considération dans le module de simulation afin de générer différents scénarios pour l'analyse et la validation du pilote automatique. En plus d'être assez réaliste, la plateforme de simulation prend en compte la variation des paramètres massiques en fonction de la consommation de carburant. Une comparaison avec un simulateur certifié niveau D de la compagnie CAE Inc. a permis de valider cette première étape avec un taux de réussite acceptable. Une fois la dynamique validée, la prochaine étape permet de conclure sur la stabilité autour d'une condition de vol. Pour cela, une première analyse statique est établie pour trouver les différents points d'équilibre de l'avion. Par la suite, deux algorithmes de linéarisation permettent de générer deux modèles d'états qui approximent les dynamiques découplées (longitudinale et latérale) de l'aéronef. Une comparaison avec la dynamique non linéaire a permis de conclure sur la viabilité des modèles linéaires à partir d'un grand nombre d'essais. L'étude de stabilité a permis de mettre en évidence le besoin de systèmes de commande pour améliorer les performances de l'avion dans un premier temps, puis pour contrôler ses différents axes dans un deuxième temps. Une méthodologie basée sur un couplage entre une technique de contrôle moderne (LQR) et un algorithme génétique y est présentée. Cette dernière a permis de trouver des correcteurs à la fois optimaux et performants qui garantissent un grand nombre de spécifications imposées par deux cahiers des charges. En plus d'être performants, ces derniers se doivent d'être robustes aux variations massiques de l'avion. Pour cela, une analyse de robustesse grâce à la théorie des applications gardiennes a été appliquée sur des dynamiques incertaines. Cependant, en raison d'une région trop sensible de l'enveloppe de vol, certaines analyses sont biaisées. Néanmoins, une validation sur la dynamique non linéaire a permis de vérifier la robustesse des correcteurs.Enfin, la dernière étape de ce projet s'intéresse aux lois de commande du pilote automatique. Encore une fois, la méthodologie proposée, se base sur l'association d'équations de la mécanique du vol, de notions d'automatique et d'une méthode d'optimisation méta-heuristique. Par la suite, quatre scénarios d'essais sont présentés de façon détaillée pour illustrer l'efficacité et la robustesse du pilote automatique au complet.  ABSTRACT: This report presents several methodologies for the design of tools intended to the analysis of the stability and the control of a business aircraft. At first, a generic flight dynamic model was developed to predict the behavior of the aircraft further to a movement on the control surfaces or further to any disturbance. For that purpose, different categories of winds were considered in the module of simulation to generate various scenarios and conclude about the efficiency of the autopilot. Besides being realistic, the flight model takes into account the variation of the mass parameters according to fuel consumption. A comparison with a simulator of the company CAE Inc. and certified level D allowed to validate this first stage with an acceptable success rate. Once the dynamics is validated, the next stage deals with the stability around a flight condition. For that purpose, a first static analysis is established to find the trim conditions inside the flight envelop. Then, two algorithms of linearization generate the state space models which approximate the decoupled dynamics (longitudinal and lateral) of the aircraft. Then to test the viability of the linear models, 1,500 comparisons with the nonlinear dynamics have been done with a 100% rate of success. The study of stability allowed to highlight the need of control systems to improve first the performances of the plane, then to control its different axes. A methodology based on a coupling between a modern control technique (LQR) and a genetic algorithm is presented. This methodology allowed to find optimal and successful controllers which satisfy a large number of specifications. Besides being successful, they have to be robust to uncertainties owed to the variation of mass. Thus, an analysis of robustness using the theory of the guardian maps was applied to uncertain dynamics. However, because of a too sensitive region of the flight envelop, some analyses are biased. Nevertheless, a validation with the nonlinear dynamics allowed to prove the robustness of the controllers over the entire flight envelope. Finally, the last stage of this project concerned the control laws for the autopilot. Once again, the proposed methodology, bases itself on the association of flight mechanic equations, control theory and a metaheuristic optimization method. Afterward, four detailed test scenarios are presented to illustrate the efficiency and the robustness of the entire autopilot.


identifier: Charron, D. (2014). Impact des différents types de robinets sur l'occurrence de pseudomonas aeruginosa dans l'eau des grands bâtiments  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Cette étude a pour but de déterminer si les robinets électroniques sont davantage ou moins colonisés que les robinets conventionnels, d'évaluer si les conduites de raccordement ou certains paramètres physico-chimiques peuvent influencer la contamination au robinet, déterminer la zone de prolifération dans les réseaux d'eau froide et de comparer deux méthodes de quantification de P. aeruginosa, soit une par culture (ISO 16266) et une par mesure d'activité enzymatique (Pseudalert, IDEXX™). Plus de 200 robinets ont été caractérisés et échantillonnés pour évaluer la prévalence de P. aeruginosa dans 4 hôpitaux entre mars et juillet 2013. La répartition entre les types de robinets était la suivante : 105 robinets électroniques, 90 conventionnels et 14 à pédales. Parmi ces robinets, un grand nombre était localisé dans les secteurs où les patients sont le plus à risque de contracter des infections, notamment, les unités de soins intensifs, blocs opératoires, hémato-oncologie et greffés. Pour chacun des robinets, un litre d'eau froide était collecté au 1er jet et analysé par culture selon le protocole ISO 16266 et par détection enzymatique avec le Pseudalert (IDEXX™). Des frottis des drains et des aérateurs étaient également prélevés et mis en culture. Toutes les caractéristiques du robinet, du drain et de la tuyauterie ont été notées. Également, les paramètres physico-chimiques suivants ont été mesurés : le cuivre, le chlore résiduel, le débit et la température de l'eau chaude après 1 minute. Enfin, un échantillonnage séquentiel de petits volumes d'eau a été effectué sur les robinets dont l'eau était positive pour P. aeruginosa afin de déterminer la provenance de la contamination et un test sur de la tuyauterie a été réalisé au laboratoire.  ABSTRACT: This study aims to clarify whether electronic faucets are more or less colonized than conventional faucets, to assess whether the connecting pipes or some physicochemical parameters can influence contamination at the tap, determine the area of proliferation within the cold distribution system and compare two methods for quantification of P. aeruginosa, culture (ISO 16266) and enzyme detection (Pseudalert IDEXX ™). More than 200 taps have been characterized and sampled to assess the prevalence of P. aeruginosa in four hospitals between March and July 2013. The breakdown between types of taps was: 105 electronic faucets, 90 manual and 14 foot operated faucet. Among these faucets, many were located in areas where patients are most at risk of contracting infections, including the intensive care units, operating rooms, haemato-oncology and transplant. For each faucet, a liter from first flush of cold water was collected and analyzed by culture according to the ISO 16266 protocol and enzymatic detection method with Pseudalert (IDEXX ™). Also, swabs of drains and aerators were cultured. All characteristics of taps, drains and connecting pipes were recorded. The following physico-chemical parameters were measured: copper, residual chlorine, flow rate and temperature of hot water after 1 minute. Moreover, a sequential sampling of small volumes of water was performed on water taps that were positive for P. aeruginosa to determine the source of contamination. Finally, a laboratory test was conducted on connecting pipes.


identifier: Lacoffe, A. (2014). Étude des causes de dégradation du marquage au sol sur les routes du Québec  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les marquages longitudinaux sont composés de lignes et de symboles peints sur les routes. Ils ont pour but de guider les automobilistes de jour comme de nuit.  Leur rôle est donc essentiel dans la sécurité routière. C'est pourquoi de nouvelles normes ont été mises en place par la Federal Highway Administration (FHWA) depuis 2010 aux États-Unis (des normes similaires existent au Québec) concernant la signalisation routière. Celles-ci imposent un seuil minimal de quantité de lumière des phares des véhicules réfléchie par le marquage (la rétroréflexion) pour tous les type de marquages au sol afin de garantir une visibilité suffisante pour les usagers. Le ministère des transports du Québec (MTQ) constate que, de nos jours, la peinture se détériore de plus en plus rapidement, ce qui implique une repeinte plus fréquente pour répondre aux critères imposés par la norme. Après avoir mené une étude sur les problèmes similaires rencontrés dans les administrations voisines du Québec, le MTQ cherche à établir les principaux facteurs pouvant influencer la perte de qualité du marquage : c'est l'objectif de ce projet. Pour répondre à cette question, le ministère a fourni des données qu'il dispose pour certaines routes du Québec : - les caractéristiques des routes (âge du revêtement de la chaussée, type de route, type de revêtement, milieu, débit journalier moyen annuel de véhicules, vitesse limite, type de marquage, couleur du marquage) ; - le taux de présence du marquage (appelé durabilité) ; - la rétroréflexion du marquage ; - des informations concernant le déneigement (nombre de passages des déneigeuses, quantité de matériaux utilisés, pluie et neige tombée) ; - les températures, complétées par les données publiques d'Environnement Canada. Une fois les données recensées et structurées dans une base de données, des indicateurs ont été créés et les variations de durabilité et de rétroréflexion ont été calculées pour déterminer une corrélation entre les indicateurs et la perte de qualité du marquage. L'outil qui a été utilisé est la régression linéaire multiple. Un procédé itératif a permis de trouver les variables corrélées à la variation de durabilité et de rétroréflexion du marquage. Nous avons remarqué que les pertes de rétroréflexion et de durabilité sont fortement non-linéaires, ce qui signifie que plus ses valeurs initiales sont hautes, plus la perte est grande. Les causes de détérioration se classent en trois grandes catégories : - les caractéristiques de la chaussée : les marquages à base de peinture à l'eau s'effacent plus vite que les autres. De même, l'âge du revêtement sur lequel est posé le marquage a un impact sur la perte de qualité.-l'environnement, avec l'hiver et l'entretien hivernal : il semble évident que le passage des déneigeuses avec le versoir au sol, les abrasifs utilisés pour empêcher la neige de tenir sur la chaussée et améliorer l'adhérence des véhicules et les variations de températures au-dessus et en dessous du zéro contribuent à la détérioration du marquage. Cependant, l'étude montre que les chutes de neige importantes et le sel déposé en abondance pourraient avoir un effet protecteur sur le marquage. - la circulation : les conclusions sont plus limitées dans ce cas. La quantité de véhicules semble avoir un impact négatif sur le marquage, mais cela n'est significatif que dans un des modèles. Toutefois, l'analyse est limitée par le faible nombre d'enregistrements, ce qui a pour effet de rendre les modèles obtenus peu robustes. L'ajout ou le retrait d'un indicateur modifie grandement les résultats. L'idéal serait de collecter plus d'enregistrements, sur une période de temps et une zone d'étude plus larges, quitte à devoir diminuer le nombre de paramètres explicatifs disponibles pour l'ensemble des observations.  ABSTRACT: Pavement marking consists in painted lines and symbols on roads. They are intended to guide motorists during day and night, and as a result their role is essential in road safety. That is why new standards are implemented by the Federal Highway Administration since 2010 in the USA about road safety (similar ones are used in Québec). These require a minimum amount of light reflected from the headlights, called retroreflectivity, for all types of pavement markings to ensure adequate visibility for users.  Nowadays, the Québec Ministry of Transportation (MTQ) finds that the pavement markings deteriorate more quickly, which means more frequent repaint to meet the criteria imposed by the standard. After conducting a literature review and survey of jurisdictions with similar issues, the MTQ desires to find the main factors influencing the degradation of pavement marking. To answer to this question, the MTQ provided the following data for a subset of the provincial road network: - road characteristics (age of pavement, road type, type of coating, environment, annual average daily traffic, speed limit, type of pavement marking material, pavement marking color); - the proportion of pavement marking product left (called durability in Quebec); - the pavement marking retroreflectivity; - information about winter maintenance (snowplows runs, amount of materials used, rain and snowfall); -temperatures, obtained from Environment Canada. Once the data sources were identified and the datasets integrated into one database, indicators were created, and durability and retroreflectivity variation were calculated to determinate a correlation between indicators and loss of pavement marking quality. The multiple linear regression was used in an iterative process to find good explanatory models. The first findings of this study are that the losses of durability and retroreflectivity are highly non-linear: the higher the initial value, the higher the loss. Causes of deterioration can be divided in three classes: - road characteristics: water paint deteriorates faster than others. Similarly, the age of the pavement has an impact on degradation; - the environment, with the winter maintenance activities: as expected, snowplows traffic, abrasives used to melt snow and ensure vehicle adherence and temperature variation above and below the zero contribute to the pavement marking deterioration. Nevertheless, the study shows that heavy snowfall and salting in abundance may have a protect effect in the marking; - road traffic: conclusions are more limited in this case. The amount of vehicles seems to have a negative impact on the marking, but it only appears in one of the models. However, the analysis is limited by the small number of records, which has the effect of making the models obtained unstable. The addition or removal of an indicator greatly alters the results. Future work should rely on a data collection over a longer time period and a larger area of interest, even if it means some explanatory variables may not be available for the whole dataset.


identifier: Soto Rodriguez, J. F. (2014). Analyse des accidents sur le réseau routier municipal et identification des sites problématiques  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le risque d'accident est composé de deux facteurs : la probabilité d'avoir un accident et la gravité de l'accident. Il existe beaucoup de littérature sur la sécurité routière dans un milieu urbain, mais très peu sur la sécurité routière dans les milieux ruraux et périurbains. Ces milieux sont caractérisés par un débit véhiculaire et un nombre d'accidents plus faible qu'en milieu urbain, mais également par un taux d'accidents graves plus élevé, ce qui rend l'analyse de risque d'un accident dans ces milieux aussi important que dans le milieu urbain. Le réseau routier municipal du Québec est majoritairement présent dans les milieux ruraux et périurbains. Sa longueur représente 36 % de toutes les routes de la province, sur lesquelles se produisent 42 % des accidents avec décès ou blessés graves et 52 % des accidents impliquant des dommages corporels. Ces chiffres montrent qu'une réduction significative des accidents sur les routes du Québec ne peut pas être atteinte sans une amélioration de la sécurité sur le réseau routier municipal.  ABSTRACT: The risk of accidents occurring is composed of two factors: the probability of having an accident and the severity of the accident. There is much literature discussing road safety in urban areas, but very little literature exists on road safety in rural and semi-urban areas. Unlike the urban areas, these areas are characterized by low vehicle flows but a higher rate of severe accidents than their urban counterparts. This makes the risk of accident in such areas as important as urban areas. The municipal road network in Québec is predominantly present in rural and sub-urban areas. Its length represents 36 % of all roads in the province and it accounts for 42 % of accidents with serious injuries or deaths and 52 % of accidents involving injury. These figures show that significant reduction in road accidents in Quebec cannot be achieved without improving safety on the municipal road network