Modélisation des structures sandwiches avec un amortissement viscoélastique intégré par une méthode hybride FEM-TMM

Cette thèse traite de la modélisation numérique de la réponse vibro-acoustique de structures sandwiches-composites avec matériaux viscoélastiques intégrés soumises à différents types d’excitations mécaniques et acoustiques. Dans une première phase, nous avons utilisé une approche de synthèse modale pour calculer les principaux indicateurs vibro-acoustiques de la structure : la vitesse quadratique, la puissance rayonnée, la perte par transmission…Ensuite, l’intégrale de Rayleigh a été exploitée pour calculer la puissance rayonnée de chaque structure. L’obstacle majeur que nous avons alors surmonté, était de gérer efficacement la dépendance en fréquence des propriétés de la couche viscoélastique dans l’approche de synthèse modale. Dans une second phase, en partant du champ vibratoire calculé dans la première étape, nous avons développé une méthode hybride FEM-TMM (méthode des éléments finis – méthode de matrices de transfert) pour prédire avec précision et en un temps de calcul acceptable, et jusqu’en hautes fréquences, les principaux paramètres de conception vibro-acoustique de ces structures, notamment l’amortissement équivalent et les nombres d’ondes suivant les deux directions spatiales x et y de propagation de l’onde acoustique. Les validations numériques que nous avons effectuées, montrent bien la robustesse de l'algorithme que nous avons développé. Ce dernier reste toutefois limité à des structures planes. Dans une troisième phase de ce travail, une étude paramétrique sur l’effet de l’emplacement et de la forme de la couche viscoélastique a été réalisée. Cette étude a été faite en se servant de la méthode hybride FEM-TMM pour calculer la réponse acoustique (puissance transmise et perte par transmission).

Efficacité relative des grilles de correction d’un test de jugement situationnel pour la sélection du personnel de centres d’appels

Dans le domaine des centres d’appels, l’affectation d’agents au service à la clientèle efficaces et satisfaits représente une activité cruciale pour toute direction dédiée aux ressources humaines de ces unités d’affaires. Or, pour parvenir à prendre de bonnes décisions d’embauche et de rejet, des instruments de mesure et d’évaluation des compétences sont souvent mis à contribution. À cet effet, les tests de jugement situationnel (TJS) sont de plus en plus utilisés pour la sélection du personnel. L’objet de cette thèse est donc de vérifier l’efficacité relative des différentes méthodes d’élaboration des grilles de correction des TJS. En effet, jusqu’à présent, trois méthodes ont été privilégiées par les concepteurs de tests (Weekley, Ployhart, & Holtz, 2006) : (1) l’approche rationnelle ou théorique (2) l’approche empirique et (3) le recours à des experts. La possibilité qu’une combinaison de ces différentes approches puisse conduire à de meilleurs résultats est également explorée. Pour y parvenir, le résultat total obtenu à un TJS a été mis en lien avec une évaluation du rendement global effectuée par un supérieur immédiat en y appliquant huit grilles de correction différentes. Au total, un échantillon de 312 employés œuvrant dans des emplois de téléopérateurs au sein d’une grande institution financière québécoise ont participé à cette recherche. Dans l’ensemble, les résultats indiquent qu’une approche empirique permet généralement d’obtenir de meilleures statistiques descriptives en termes de distribution et de dispersion des scores pour un processus de sélection. Cependant, des analyses corrélationnelles indiquent qu’une approche multiple ou méthode hybride, basée sur une intégration des informations fournies par différentes sources d’informations (empirique, théorique et basé sur les experts) pour l’élaboration d’une grille de correction d’un TJS, permet de mieux prédire le rendement des employés (r=0,247**) comparativement à l’utilisation de la théorie pour définir les attentes (r=0,162**), le recours à des experts de contenu œuvrant dans le domaine de pratique (r=0,164**) ou l’utilisation d’une approche empirique (r=0,154*). Mots clés : Test de jugement situationnel, grilles de correction, validité critériée, centre d’appels.

Vidéosurveillance intelligente pour la détection de chutes chez les personnes âgées

Les pays industrialisés comme le Canada doivent faire face au vieillissement de leur population. En particulier, la majorité des personnes âgées, vivant à domicile et souvent seules, font face à des situations à risques telles que des chutes. Dans ce contexte, la vidéosurveillance est une solution innovante qui peut leur permettre de vivre normalement dans un environnement sécurisé. L’idée serait de placer un réseau de caméras dans l’appartement de la personne pour détecter automatiquement une chute. En cas de problème, un message pourrait être envoyé suivant l’urgence aux secours ou à la famille via une connexion internet sécurisée. Pour un système bas coût, nous avons limité le nombre de caméras à une seule par pièce ce qui nous a poussé à explorer les méthodes monoculaires de détection de chutes. Nous avons d’abord exploré le problème d’un point de vue 2D (image) en nous intéressant aux changements importants de la silhouette de la personne lors d’une chute. Les données d’activités normales d’une personne âgée ont été modélisées par un mélange de gaussiennes nous permettant de détecter tout événement anormal. Notre méthode a été validée à l’aide d’une vidéothèque de chutes simulées et d’activités normales réalistes. Cependant, une information 3D telle que la localisation de la personne par rapport à son environnement peut être très intéressante pour un système d’analyse de comportement. Bien qu’il soit préférable d’utiliser un système multi-caméras pour obtenir une information 3D, nous avons prouvé qu’avec une seule caméra calibrée, il était possible de localiser une personne dans son environnement grâce à sa tête. Concrêtement, la tête de la personne, modélisée par une ellipsoide, est suivie dans la séquence d’images à l’aide d’un filtre à particules. La précision de la localisation 3D de la tête a été évaluée avec une bibliothèque de séquence vidéos contenant les vraies localisations 3D obtenues par un système de capture de mouvement (Motion Capture). Un exemple d’application utilisant la trajectoire 3D de la tête est proposée dans le cadre de la détection de chutes. En conclusion, un système de vidéosurveillance pour la détection de chutes avec une seule caméra par pièce est parfaitement envisageable. Pour réduire au maximum les risques de fausses alarmes, une méthode hybride combinant des informations 2D et 3D pourrait être envisagée.

Les discours sur le roman français de 1734 à 1755 : analyse générique et rhétorique (Lenglet-Dufresnoy, Bougeant, Porée, Jacquin)

Cette étude examine comment différents textes du XVIIIe siècle traitent du roman. L’hypothèse est la suivante : le genre choisi pour parler du roman participe de manière intrinsèque à la critique ou à l’apologie véhiculée dans l’œuvre. Le corpus est composé de quatre textes plus ou moins (re)connus par les historiens de la littérature narrative : De l’Usage des romans (1734) de Lenglet-Dufresnoy, le Voyage merveilleux du Prince Fan-Férédin dans la Romancie (1735) du père Bougeant, De Libris qui vulgò dicuntur Romanenses (1736) du père Porée et les Entretiens sur les romans (1755) du père Jacquin. À l’aide d’une méthode hybride d’analyse générique et d’analyse rhétorique du discours, cette étude s’intéresse aux genres employés par les auteurs du corpus (le traité, le roman, le discours académique et l’entretien) de même qu’à trois thématiques argumentatives reliées au roman (le poison, l’amour et la femme).

Text Summarization by Sentence Extraction and Syntactic Pruning

Nous présentons une méthode hybride pour le résumé de texte, en combinant l'extraction de phrases et l'élagage syntaxique des phrases extraites. L'élagage syntaxique est effectué sur la base d’une analyse complète des phrases selon un parseur de dépendances, analyse réalisée par la grammaire développée au sein d'un logiciel commercial de correction grammaticale, le Correcteur 101. Des sous-arbres de l'analyse syntaxique sont supprimés quand ils sont identifiés par les relations ciblées. L'analyse est réalisée sur un corpus de divers textes. Le taux de réduction des phrases extraites est d’en moyenne environ 74%, tout en conservant la grammaticalité ou la lisibilité dans une proportion de plus de 64%. Étant donné ces premiers résultats sur un ensemble limité de relations syntaxiques, cela laisse entrevoir des possibilités pour une application de résumé automatique de texte.

Gestion de flotte avec fenêtres horaires : approches de résolution mixtes utilisant la programmation par contraintes

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Gestion de flotte avec fenêtres horaires : approches de résolution mixtes utilisant la programmation par contraintes

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Développement d'une nouvelle méthode de caractérisation tissulaire basée sur l'élastographie ultrasonore : application pour le dépistage précoce du cancer du sein

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme. Il demeure la cause de mortalité la plus importante chez les femmes âgées entre 35 et 55 ans. Au Canada, plus de 20 000 nouveaux cas sont diagnostiqués chaque année. Les études scientifiques démontrent que l'espérance de vie est étroitement liée à la précocité du diagnostic. Les moyens de diagnostic actuels comme la mammographie, l'échographie et la biopsie comportent certaines limitations. Par exemple, la mammographie permet de diagnostiquer la présence d’une masse suspecte dans le sein, mais ne peut en déterminer la nature (bénigne ou maligne). Les techniques d’imagerie complémentaires comme l'échographie ou l'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont alors utilisées en complément, mais elles sont limitées quant à la sensibilité et la spécificité de leur diagnostic, principalement chez les jeunes femmes (< 50 ans) ou celles ayant un parenchyme dense. Par conséquent, nombreuses sont celles qui doivent subir une biopsie alors que leur lésions sont bénignes. Quelques voies de recherche sont privilégiées depuis peu pour réduire l`incertitude du diagnostic par imagerie ultrasonore. Dans ce contexte, l’élastographie dynamique est prometteuse. Cette technique est inspirée du geste médical de palpation et est basée sur la détermination de la rigidité des tissus, sachant que les lésions en général sont plus rigides que le tissu sain environnant. Le principe de cette technique est de générer des ondes de cisaillement et d'en étudier la propagation de ces ondes afin de remonter aux propriétés mécaniques du milieu via un problème inverse préétabli. Cette thèse vise le développement d'une nouvelle méthode d'élastographie dynamique pour le dépistage précoce des lésions mammaires. L'un des principaux problèmes des techniques d'élastographie dynamiques en utilisant la force de radiation est la forte atténuation des ondes de cisaillement. Après quelques longueurs d'onde de propagation, les amplitudes de déplacement diminuent considérablement et leur suivi devient difficile voir impossible. Ce problème affecte grandement la caractérisation des tissus biologiques. En outre, ces techniques ne donnent que l'information sur l'élasticité tandis que des études récentes montrent que certaines lésions bénignes ont les mêmes élasticités que des lésions malignes ce qui affecte la spécificité de ces techniques et motive la quantification de d'autres paramètres mécaniques (e.g.la viscosité). Le premier objectif de cette thèse consiste à optimiser la pression de radiation acoustique afin de rehausser l'amplitude des déplacements générés. Pour ce faire, un modèle analytique de prédiction de la fréquence de génération de la force de radiation a été développé. Une fois validé in vitro, ce modèle a servi pour la prédiction des fréquences optimales pour la génération de la force de radiation dans d'autres expérimentations in vitro et ex vivo sur des échantillons de tissu mammaire obtenus après mastectomie totale. Dans la continuité de ces travaux, un prototype de sonde ultrasonore conçu pour la génération d'un type spécifique d'ondes de cisaillement appelé ''onde de torsion'' a été développé. Le but est d'utiliser la force de radiation optimisée afin de générer des ondes de cisaillement adaptatives, et de monter leur utilité dans l'amélioration de l'amplitude des déplacements. Contrairement aux techniques élastographiques classiques, ce prototype permet la génération des ondes de cisaillement selon des parcours adaptatifs (e.g. circulaire, elliptique,…etc.) dépendamment de la forme de la lésion. L’optimisation des dépôts énergétiques induit une meilleure réponse mécanique du tissu et améliore le rapport signal sur bruit pour une meilleure quantification des paramètres viscoélastiques. Il est aussi question de consolider davantage les travaux de recherches antérieurs par un appui expérimental, et de prouver que ce type particulier d'onde de torsion peut mettre en résonance des structures. Ce phénomène de résonance des structures permet de rehausser davantage le contraste de déplacement entre les masses suspectes et le milieu environnant pour une meilleure détection. Enfin, dans le cadre de la quantification des paramètres viscoélastiques des tissus, la dernière étape consiste à développer un modèle inverse basé sur la propagation des ondes de cisaillement adaptatives pour l'estimation des paramètres viscoélastiques. L'estimation des paramètres viscoélastiques se fait via la résolution d'un problème inverse intégré dans un modèle numérique éléments finis. La robustesse de ce modèle a été étudiée afin de déterminer ces limites d'utilisation. Les résultats obtenus par ce modèle sont comparés à d'autres résultats (mêmes échantillons) obtenus par des méthodes de référence (e.g. Rheospectris) afin d'estimer la précision de la méthode développée. La quantification des paramètres mécaniques des lésions permet d'améliorer la sensibilité et la spécificité du diagnostic. La caractérisation tissulaire permet aussi une meilleure identification du type de lésion (malin ou bénin) ainsi que son évolution. Cette technique aide grandement les cliniciens dans le choix et la planification d'une prise en charge adaptée.

Impact and energy absorption of road safety barriers by coupled SPH/FEM

Road safety barriers are used to minimise the severity of road accidents and protect lives and property. There are several types of barrier in use today. This paper reports the initial phase of research carried out to study the impact response of portable water-filled barrier (PWFB) which has the potential to absorb impact energy and hence provide crash mitigation under low to moderate speeds. Current research on the impact and energy absorption capacity of water-filled road safety barriers is limited due to the complexity of fluid-structure interaction under dynamic impact. In this paper, a novel fluid-structure interaction method is developed based on the combination of Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) and Finite Element Method (FEM). The sloshing phenomenon of water inside a PWFB is investigated to explore the energy absorption capacity of water under dynamic impact. It was found that water plays an important role in energy absorption. The coupling analysis developed in this paper will provide a platform to further the research in optimising the behaviour of the PWFB. The effect of the amount of water on its energy absorption capacity is investigated and the results have practical applications in the design of PWFBs.

Accuracy of FEM and BEM for electromagnetic flux calculations in high power applications

The development and design of electric high power devices with electromagnetic computer-aided engineering (EM-CAE) software such as the Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM) has been widely adopted. This paper presents the analysis of a Fault Current Limiter (FCL), which acts as a high-voltage surge protector for power grids. A prototype FCL was built. The magnetic flux in the core and the resulting electromagnetic forces in the winding of the FCL were analyzed using both FEM and BEM. An experiment on the prototype was conducted in a laboratory. The data obtained from the experiment is compared to the numerical solutions to determine the suitability and accuracy of the two methods.

A coupled SPH/FEM analysis of portable water filled barriers

Portable water filled barriers (PWFB) are semi-rigid roadside barriers which have the potential to display good crash attenuation characteristics at low and moderate impact speeds. The traditional mesh based numerical methods alone fail to simulate this type of impact with precision, stability and efficiency. This paper proposes to develop an advanced simulation model based on the combination of Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH), a meshless method, and finite element method (FEM) for fluid-structure analysis using the commercially available software package LS-Dyna. The interaction between SPH particles and FEA elements is studied in this paper. Two methods of element setup at the element boundary were investigated. The response of the impacted barrier and fluid inside were analysed and compared. The system response and lagging were observed and reported in this paper. It was demonstrated that coupled SPH/FEM can be used in full scale PWFB modelling application. This will aid the research in determining the best initial setup to couple FEA and SPH in road safety barrier for impact response and safety analysis in the future.

Response And Stability Of A Stochastic Beam-Column Using Stochastic Fem

A beam-column resting on continuous Winkler foundation and discrete elastic supports is considered. The beam-column is of variable cross-section and the variation of sectional properties along the axis of the beam-column is deterministic. Young's modulus, mass per unit length and distributed axial loadings of the beam-column have a stochastic distribution. The foundation stiffness coefficient of the Winkler model, the stiffnesses of discrete elastic supports, stiffnesses of end springs and the end thrust, are all considered as random parameters. The material property fluctuations and distributed axial loadings are considered to constitute independent, one-dimension uni-variate homogeneous real stochastic fields in space. The foundation stiffness coefficient, stiffnesses of the discrete elastic supports, stiffnesses of end springs and the end thrust are considered to constitute independent random variables. Static response, free vibration and stability behaviour of the beam-column are studied. Hamilton's principle is used to formulate the problem using stochastic FEM. Sensitivity vectors of the response and stability parameters are evaluated. Using these statistics of free vibration frequencies, mode shapes, buckling parameters, etc., are evaluated. A numerical example is given.

A FEM-Based Forward Solver for Studying the Forward Problem of Electrical Impedance Tomography (EIT) with A Practical Biological Phantom

A Finite Element Method based forward solver is developed for solving the forward problem of a 2D-Electrical Impedance Tomography. The Method of Weighted Residual technique with a Galerkin approach is used for the FEM formulation of EIT forward problem. The algorithm is written in MatLAB7.0 and the forward problem is studied with a practical biological phantom developed. EIT governing equation is numerically solved to calculate the surface potentials at the phantom boundary for a uniform conductivity. An EIT-phantom is developed with an array of 16 electrodes placed on the inner surface of the phantom tank filled with KCl solution. A sinusoidal current is injected through the current electrodes and the differential potentials across the voltage electrodes are measured. Measured data is compared with the differential potential calculated for known current and solution conductivity. Comparing measured voltage with the calculated data it is attempted to find the sources of errors to improve data quality for better image reconstruction.

La norme du corps hybride : Une éthique de la reconstruction et de l'amélioration du corps humain en chirurgie

Aujourd'hui, techniques et technologies interagissent avec le corps humain et donnent aux personnes la possibilité de reconstruire leur corps, mais aussi de l'améliorer et de l'augmenter. L'hybridation est un processus technologique visant à compenser les défaillances humaines. L'augmentation de la puissance d'être est exaltée (santé, sexualité, performance, jeunesse), pourtant son accès n'est pas pour tous. Ce livre propose de démêler les différentes représentations du corps hybride et les projets qui les sous-tendent.