A contribution on modeling methodologies for multibody systems.

Multibody System Dynamics has been responsible for revolutionizing Mechanical Engineering Design by using mathematical models to simulate and optimize the dynamic behavior of a wide range of mechanical systems. These mathematical models not only can provide valuable informations about a system that could otherwise be obtained only by experiments with prototypes, but also have been responsible for the development of many model-based control systems. This work represents a contribution for dynamic modeling of multibody mechanical systems by developing a novel recursive modular methodology that unifies the main contributions of several Classical Mechanics formalisms. The reason for proposing such a methodology is to motivate the implementation of computational routines for modeling complex multibody mechanical systems without being dependent on closed source software and, consequently, to contribute for the teaching of Multibody System Dynamics in undergraduate and graduate levels. All the theoretical developments are based on and motivated by a critical literature review, leading to a general matrix form of the dynamic equations of motion of a multibody mechanical system (that can be expressed in terms of any set of variables adopted for the description of motions performed by the system, even if such a set includes redundant variables) and to a general recursive methodology for obtaining mathematical models of complex systems given a set of equations describing the dynamics of each of its uncoupled subsystems and another set describing the constraints among these subsystems in the assembled system. This work also includes some discussions on the description of motion (using any possible set of motion variables and admitting any kind of constraint that can be expressed by an invariant), and on the conditions for solving forward and inverse dynamics problems given a mathematical model of a multibody system. Finally, some examples of computational packages based on the novel methodology, along with some case studies, are presented, highlighting the contributions that can be achieved by using the proposed methodology.

Desenvolvimento da modelagem de turbulência e interação fluido-estrutura para as vibrações induzidas por vórtices de cilindro rígido.

Esta tese apresenta o desenvolvimento e aplicação de modelos de turbulência, transição laminar-turbulenta e de interações fluido-estrutura ao escoamento externo em cilindro rígido estacionário e em vibrações induzidas por vórtices. Tais desenvolvimentos foram realizados no código ReFRESCO, baseado em técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Realizou-se um estudo quanto ao desempenho do modelo k- SST em extensa faixa de números de Reynolds, segundo o qual se identificaram as deficiências de modelagem para este escoamento. A modelagem adaptativa das escalas (SAS) e o modelo de transição por correlações locais (LCTM), ambos combinados ao SST, melhoraram a aderência aos resultados experimentais para este escoamento, em uma contribuição original deste trabalho. A aplicação de técnicas de verificação e validação possibilitou a estimação de incertezas e erros para os modelos e números de Reynolds e também de identificada como outra contribuição deste trabalho. A combinação da modelagem em SST, SAS e LCTM com movimentos impostos de realizada para números de Reynolds moderados, diferentes frequências e amplitudes de vibração, algo que poucas publicações abordam em detalhes. Com relação aos movimentos livres, este trabalho traz contribuições com a aplicação dos modelos SST e SAS ao estudo de vibrações induzidas por vórtices em dois graus de liberdade, baixa razão de massa e números de Reynolds moderados, mais altos do que normalmente observados na literatura. Por fim, a investigação da importância relativa de efeitos da turbulência aos casos de movimentos livres e impostos, com relação ao caso de cilindro estacionário, comprovou a conjetura formulada na parte inicial deste trabalho, no que tange à escolha do modelo de turbulência em determinadas aplicações. Tal escolha mostrou-se menos decisiva no caso do cilindro em movimento imposto e ainda menos nos movimentos livres, em comparação ao caso estacionário, uma vez que a resposta em movimentos do corpo filtra grande parte dos efeitos turbulentos de ordem superior. Esta observação mostra-se relevante, uma vez que pode permitir simplificações na modelagem e aplicação de ferramentas de CFD em uma classe importante de projetos de engenharia.

'A Kind of Logic, A Kind of Dominant Logic': Navigating Colonialism, Honoring Black Mobility, and Thinking on Moving Through

My thesis thinks through the ways Newtonian logics require linear mobility in order to produce narratives of progress. I argue that this linear mobility, and the resulting logics, potentially erases the chaotic and non-linear motions that are required to navigate a colonial landscape. I suggest that these non-linear movements produce important critiques of the seeming stasis of colonial constructs and highlight the ways these logics must appear neutral and scientific in an attempt to conceal the constant and complex adjustments these frameworks require. In order to make room for these complex motions, I develop a quantum intervention. Specifically, I use quantum physics as a metaphor to think through the significance of black life, the double-consciousness ofland, and the intricate motions of sound. In order to put forth this intervention, I look at news coverage of Hurricane Katrina, Du Bois’s characterization of land in Souls of Black Folks, and the aural mobilities of blackness articulated in an academic discussion and interview about post- humanism.

MRI Registration for Human Hip Kinematics

Measurement of joint kinematics can provide knowledge to help improve joint prosthesis design, as well as identify joint motion patterns that may lead to joint degeneration or injury. More investigation into how the hip translates in live human subjects during high amplitude motions is needed. This work presents a design of a non-invasive method using the registration between images from conventional Magnetic Resonance Imaging (MRI) and open MRI to calculate three dimensional hip joint kinematics. The method was tested on a single healthy subject in three different poses. MRI protocols for the conventional gantry, high-resolution MRI and the open gantry, lowresolution MRI were developed. The scan time for the low-resolution protocol was just under 6 minutes. High-resolution meshes and low resolution contours were derived from segmentation of the high-resolution and low-resolution images, respectively. Low-resolution contours described the poses as scanned, whereas the meshes described the bones’ geometries. The meshes and contours were registered to each other, and joint kinematics were calculated. The segmentation and registration were performed for both cortical and sub-cortical bone surfaces. A repeatability study was performed by comparing the kinematic results derived from three users’ segmentations of the sub-cortical bone surfaces from a low-resolution scan. The root mean squared error of all registrations was below 1.92mm. The maximum range between segmenters in translation magnitude was 0.95mm, and the maximum deviation from the average of all orientations was 1.27◦. This work demonstrated that this method for non-invasive measurement of hip kinematics is promising for measuring high-range-of-motion hip motions in vivo.

Procrastiner au péril de l'humanité : une perspective psychologique au problème du changement climatique

Dans ce mémoire, je cherche à rendre compte de l’inaction des individus à l’égard de la lutte contre les changements climatiques. Je soutiens que la procrastination permet d’expliquer l’inaction de certaines personnes à la fois informées et préoccupées par cet enjeu environnemental. Dans un premier temps, je présente différentes conceptions de la procrastination en philosophie. J’avance que la procrastination n’est pas nécessairement un comportement irrationnel et propose une définition descriptive de celle-ci. Dans un deuxième temps, je valide la légitimité du concept de la procrastination pour décrire l’attitude de certains individus face au changement climatique. Dans un troisième temps, je présente différents facteurs de la procrastination relative au changement climatique, à savoir les émotions négatives, la perspective temporelle, les préférences intransitives et la dissonance cognitive. Je conclus que la procrastination eu égard au changement climatique s’explique ultimement par une stratégie à court terme de régulation des émotions.

Gestionnaire de vie privée : un cadre pour la protection de la vie privée dans les interactions entre apprenants

L’évolution continue des besoins d’apprentissage vers plus d’efficacité et plus de personnalisation a favorisé l’émergence de nouveaux outils et dimensions dont l’objectif est de rendre l’apprentissage accessible à tout le monde et adapté aux contextes technologiques et sociaux. Cette évolution a donné naissance à ce que l’on appelle l'apprentissage social en ligne mettant l'accent sur l’interaction entre les apprenants. La considération de l’interaction a apporté de nombreux avantages pour l’apprenant, à savoir établir des connexions, échanger des expériences personnelles et bénéficier d’une assistance lui permettant d’améliorer son apprentissage. Cependant, la quantité d'informations personnelles que les apprenants divulguent parfois lors de ces interactions, mène, à des conséquences souvent désastreuses en matière de vie privée comme la cyberintimidation, le vol d’identité, etc. Malgré les préoccupations soulevées, la vie privée en tant que droit individuel représente une situation idéale, difficilement reconnaissable dans le contexte social d’aujourd’hui. En effet, on est passé d'une conceptualisation de la vie privée comme étant un noyau des données sensibles à protéger des pénétrations extérieures à une nouvelle vision centrée sur la négociation de la divulgation de ces données. L’enjeu pour les environnements sociaux d’apprentissage consiste donc à garantir un niveau maximal d’interaction pour les apprenants tout en préservant leurs vies privées. Au meilleur de nos connaissances, la plupart des innovations dans ces environnements ont porté sur l'élaboration des techniques d’interaction, sans aucune considération pour la vie privée, un élément portant nécessaire afin de créer un environnement favorable à l’apprentissage. Dans ce travail, nous proposons un cadre de vie privée que nous avons appelé « gestionnaire de vie privée». Plus précisément, ce gestionnaire se charge de gérer la protection des données personnelles et de la vie privée de l’apprenant durant ses interactions avec ses co-apprenants. En s’appuyant sur l’idée que l’interaction permet d’accéder à l’aide en ligne, nous analysons l’interaction comme une activité cognitive impliquant des facteurs contextuels, d’autres apprenants, et des aspects socio-émotionnels. L'objectif principal de cette thèse est donc de revoir les processus d’entraide entre les apprenants en mettant en oeuvre des outils nécessaires pour trouver un compromis entre l’interaction et la protection de la vie privée. ii Ceci a été effectué selon trois niveaux : le premier étant de considérer des aspects contextuels et sociaux de l’interaction telle que la confiance entre les apprenants et les émotions qui ont initié le besoin d’interagir. Le deuxième niveau de protection consiste à estimer les risques de cette divulgation et faciliter la décision de protection de la vie privée. Le troisième niveau de protection consiste à détecter toute divulgation de données personnelles en utilisant des techniques d’apprentissage machine et d’analyse sémantique.

L'autisme, une autre intelligence: nouveauté ou recul?

Dans ce texte, nous soumettons à examen la conception de l'autisme avancée par Laurent Mottron dans son ouvrage L'autisme : une autre intelligence (Mottron, 2004). Le texte comprend quatre parties. Dans la première partie, nous présentons le cadre paradigmatique de l'auteur en matière de troubles envahissants et l'emphase mise sur une catégorie qu'il tient pour majoritaire bien que négligée dans la littérature scientifique et dans les réseaux de services : les troubles envahissants du développement sans déficienceintellectuelle (TEDSDI). Il assimile ce groupe à un nouvel autisme dominant. Dans la deuxième partie, nous montronsque souscrire à l'idée de l'autisme comme une autre forme d'intelligence ne permet pas une conceptualisation adéquate des capacités ni des déficits des personnes concernées. La troisième partie, aborde le problème du traitement de l'autisme. À l'encontre des propos de Mottron, nous défendons la pertinence de traiter l'autisme, notamment par I'intervention comportementale intensive (lCI) et l'analyse appliquée du comportement et jugeons sa position anachronique. D'autre part, la prépondérance et quasiexclusivité qu'il accorde à TEACCH comme réponse sociopsycho-pédagogique apparaît injustifiée. La quatrième partie constitue une critique de l'analyse des émotions chez les personnes autistes que fait l'auteur à partir d'écrits autobiographiques, un retour vers l'introspection comme méthode de recherche. En conclusion, nous déplorons le ton général du propos, trop dialectique, notamment dans sa dichotomisation entre autistes et non autistes. Le militantisme de Mottron pour les « autistes » sans déficience intellectuelle déçoit, de même que le débordement idéologique de sa théorie en faveur de la reconnaissance d'une culture autistique.

Trouble du spectre de l’autisme : Une agentivité morale objective, rigoriste et émotionnelle

Article

Application of the Equivalent Static Analysis method to the design of a steel frame structure with added viscous dampers

All the structures designed by engineers are vulnerable to natural disasters including floods and earthquakes. The energy released during strong ground motions should be dissipated by structural elements. Before 1990’s, this energy was expected to be dissipated through the beams and columns which at the same time were a part of gravity-load-resisting system. However, the main disadvantage of this idea was that gravity-resisting-frame was not repairable. Hence, during 1990’s, the idea of designing passive energy dissipation systems, including dampers, emerged. At the beginning, main problem was lack of guidelines for passive energy dissipation systems. Although till 2000 many guidelines and procedures where published, yet most of them were based on complicated analysis which was not so convenient for engineers and practitioners. In order to solve this problem recently some alternative design methods are proposed including 1. Lopez Garcia (2001) simple procedure for optimal damper configuration in MDOF structures 2. Christopoulos and Filiatrault (2006) trial and error procedure 3. Silvestri et al. (2010) Five-Step Method. 4. Palermo et al. (2015) Direct Five-Step Method. 5. Palermo et al. (2016) Simplified Equivalent Static Analysis (ESA). In this study, effectiveness and differences between last three alternative methods have been evaluated.

Groupes sociaux

L'initiative « contre l'immigration de masse » a été acceptée en votation populaire. - La question de l'application de l'initiative « pour le renvoi des criminels étrangers » est toujours en négociation au parlement. - Le Conseil fédéral a adapté la révision de la loi sur les étrangers aux nouvelles dispositions découlant de l'acceptation de l'initiative « contre l'immigration de masse ». - Cette même initiative a suscité le dépôt de deux motions visant à lutter contre la pénurie de main d'ouvre qualifiée. - L'initiative visant à rayer l'interruption volontaire de grossesse du catalogue des prestations remboursées par l'assurance-maladie obligatoire a été refusée en votation populaire. - Suite à de longs débats, le parlement s'est accordé sur un projet de légalisation du diagnostic préimplantatoire, qui sera soumis au peuple en 2015.

Towards Batteryless Cardiac Implantable Electronic Devices – The Swiss Way

Energy harvesting devices are widely discussed as an alternative power source for todays active implantable medical devices. Repeated battery replacement procedures can be avoided by extending the implants life span, which is the goal of energy harvesting concepts. This reduces the risk of complications for the patient and may even reduce device size. The continuous and powerful contractions of a human heart ideally qualify as a battery substitute. In particular, devices in close proximity to the heart such as pacemakers, defibrillators or bio signal (ECG) recorders would benefit from this alternative energy source. The clockwork of an automatic wristwatch was used to transform the hearts kinetic energy into electrical energy. In order to qualify as a continuous energy supply for the consuming device, the mechanism needs to demonstrate its harvesting capability under various conditions. Several in-vivo recorded heart motions were used as input of a mathematical model to optimize the clockworks original conversion efficiency with respect to myocardial contractions. The resulting design was implemented and tested during in-vitro and in-vivo experiments, which demonstrated the superior sensitivity of the new design for all tested heart motions.

Les caractères musicaux au sein d'une démarche artistique dramatique : exploration des indices acoustiques jouant un rôle dans l'évocation des états affectifs en musique.

Cette thèse de doctorat en composition comprend deux projets de nature différente et complémentaire : (1) un projet de recherche théorique sur la communication des caractères musicaux; (2) un projet artistique s'articulant autour de la composition de trois pièces : L'homme à deux têtes - opéra de chambre, Un instant dans l'esprit de Lovecraft - pour clarinette solo, orchestre à cordes et percussions, et Balade ornithologique - pour orchestre à vents. La conception de la musique comme un moyen de communication est à l'origine de cette recherche théorique qui est motivée par un désir de compréhension des stratégies d'expressions des émotions en musique, à partir du point de vue du compositeur. Cette thèse aborde les modèles de communication, le concept de personnage virtuel et la théorie de la contagion des humeurs. Par la suite, nous détaillerons les indices acoustiques menant à la perception des caractères musicaux. Toutes ces notions sont illustrées et explorées par la composition de miniature ayant un caractère bien ciblé. Finalement, nous proposons un système d'analyse musical des caractères et des émotions qui est appliqué à l'analyse de sections des pièces composées au cours de ce projet de doctorat. Ce dernier chapitre met en lumière les stratégies utilisées pour créer un discours dramatique tout en exposant l'évocation de différents caractères musicaux.

Procrastiner au péril de l'humanité : une perspective psychologique au problème du changement climatique.

Dans ce mémoire, je cherche à rendre compte de l’inaction des individus à l’égard de la lutte contre les changements climatiques. Je soutiens que la procrastination permet d’expliquer l’inaction de certaines personnes à la fois informées et préoccupées par cet enjeu environnemental. Dans un premier temps, je présente différentes conceptions de la procrastination en philosophie. J’avance que la procrastination n’est pas nécessairement un comportement irrationnel et propose une définition descriptive de celle-ci. Dans un deuxième temps, je valide la légitimité du concept de la procrastination pour décrire l’attitude de certains individus face au changement climatique. Dans un troisième temps, je présente différents facteurs de la procrastination relative au changement climatique, à savoir les émotions négatives, la perspective temporelle, les préférences intransitives et la dissonance cognitive. Je conclus que la procrastination eu égard au changement climatique s’explique ultimement par une stratégie à court terme de régulation des émotions.

Gestionnaire de vie privée : un cadre pour la protection de la vie privée dans les interactions entre apprenants

L’évolution continue des besoins d’apprentissage vers plus d’efficacité et plus de personnalisation a favorisé l’émergence de nouveaux outils et dimensions dont l’objectif est de rendre l’apprentissage accessible à tout le monde et adapté aux contextes technologiques et sociaux. Cette évolution a donné naissance à ce que l’on appelle l'apprentissage social en ligne mettant l'accent sur l’interaction entre les apprenants. La considération de l’interaction a apporté de nombreux avantages pour l’apprenant, à savoir établir des connexions, échanger des expériences personnelles et bénéficier d’une assistance lui permettant d’améliorer son apprentissage. Cependant, la quantité d'informations personnelles que les apprenants divulguent parfois lors de ces interactions, mène, à des conséquences souvent désastreuses en matière de vie privée comme la cyberintimidation, le vol d’identité, etc. Malgré les préoccupations soulevées, la vie privée en tant que droit individuel représente une situation idéale, difficilement reconnaissable dans le contexte social d’aujourd’hui. En effet, on est passé d'une conceptualisation de la vie privée comme étant un noyau des données sensibles à protéger des pénétrations extérieures à une nouvelle vision centrée sur la négociation de la divulgation de ces données. L’enjeu pour les environnements sociaux d’apprentissage consiste donc à garantir un niveau maximal d’interaction pour les apprenants tout en préservant leurs vies privées. Au meilleur de nos connaissances, la plupart des innovations dans ces environnements ont porté sur l'élaboration des techniques d’interaction, sans aucune considération pour la vie privée, un élément portant nécessaire afin de créer un environnement favorable à l’apprentissage. Dans ce travail, nous proposons un cadre de vie privée que nous avons appelé « gestionnaire de vie privée». Plus précisément, ce gestionnaire se charge de gérer la protection des données personnelles et de la vie privée de l’apprenant durant ses interactions avec ses co-apprenants. En s’appuyant sur l’idée que l’interaction permet d’accéder à l’aide en ligne, nous analysons l’interaction comme une activité cognitive impliquant des facteurs contextuels, d’autres apprenants, et des aspects socio-émotionnels. L'objectif principal de cette thèse est donc de revoir les processus d’entraide entre les apprenants en mettant en oeuvre des outils nécessaires pour trouver un compromis entre l’interaction et la protection de la vie privée. ii Ceci a été effectué selon trois niveaux : le premier étant de considérer des aspects contextuels et sociaux de l’interaction telle que la confiance entre les apprenants et les émotions qui ont initié le besoin d’interagir. Le deuxième niveau de protection consiste à estimer les risques de cette divulgation et faciliter la décision de protection de la vie privée. Le troisième niveau de protection consiste à détecter toute divulgation de données personnelles en utilisant des techniques d’apprentissage machine et d’analyse sémantique.

(Table 1, page 24), Geochemical cmposition of nodules and crust from the Indain Ocean recovered from R/V Marion Dufresne expeditions

Mineralogical analysis of manganese nodules and crusts collected from Indian ocean aboard Marion Dufresne points to a depth and regional control upon the manganese oxide association: vernadite - birnessite and vernadite - todorokite. Moreover, progressive changes in the vernadite/birnessite ratio as a function of time is clearly seen. Magnetite and titano-magnetite in quantities similar to those of framboidal pyrite in manganese nodules are outlined for the first time. Study of the distribution of metals (Mn, Fe, Ni, Cu, Co) shows a strong latitudinal and regional dependence that may be connected to high productivity zones and to bottom water properties. The problem of mineralogical control on the chemical composition is approached. Finally, it results that any interpretations taking into account all these data haveway to give to the variability of sea-water properties (pH, oxygenation, motions) the prominent control upon manganese nodules composition.