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Numerical simulations for diesel engine development
No full textL\u27évolution des normes anti-pollution de plus en plus restrictives rend inéluctable la réduction voire l\u27élimination des émissions d\u27oxydes d\u27azote (Nox) et de suies générées par les moteurs diesel. Les technologies de plus en plus poussées développées pour atteindre ces objectifs mènent néanmoins à des phénomènes physiques très complexes dans la chambre de combustion. Face au manque actuel de modèles physiques décrivant de tels comportements, la thèse se concentre sur la compréhension et l\u27évaluation des modèles existants. Les phénomènes physiques pris en compte par chaque modèle ainsi que leur limitations sont étudiés afin d\u27en faire un usage le plus pertinent possible. Le résultat principal du travail présenté est une proposition de méthodologie de simulation numérique pour les moteurs diesel, avec en particulier l\u27adaptation de la condition limite en vitesse d\u27injection menant à une grande dispersion des résultats. Le but de la méthodologie est de fournir à la recherche appliquée une compréhension des phénomènes les plus importants présents dans un moteur diesel et de donner des pistes pour une simulation numérique robuste avec les modèles classiques de fragmentation du jet
A Context Management Framework based on Wisdom of Crowds, for Social Awareness applications
No full textA l\u27heure où les sites de réseaux sociaux transforment les usages sur le Web, les échanges entre personnes deviennent de plus en plus faciles, ludiques et riches. Le partage en temps réel de nouvelles, d\u27humeurs, et autres contenus (personnels ou personnellement sélectionnés) permet de tisser, de maintenir et de renforcer des liens sociaux entre personnes à des échelles encore inédites. Cependant, la quantité sans cesse croissante d\u27information circulant sur ces réseaux, souvent en temps réel, motive une régulation des signaux (ici appelées "interactions médiatisées"), de manière à réduire le temps nécessaire pour suivre ses réseaux sociaux, et modérer les interruptions induites, non favorables à une bonne productivité sur le traitement de tâches demandant une attention continue. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un système de filtrage et de recommandation de ces signaux qui repose sur la similarité contextuelle entre utilisateurs, producteurs et consommateurs de ces signaux, pour évaluer leur pertinence. Notre approche consiste à agréger et interpréter les données de contexte sur les terminaux des utilisateurs, sous forme de mots-clés pondérés (tags), avant qu\u27elles ne puissent être exploitées par le serveur de recommandation, à la demande de l\u27utilisateur. Dans ce mémoire, nous présenterons un état de l\u27art couvrant la gestion de données contextuelles, les réseaux sociaux et leurs pratiques actuelles sur internet, et des techniques de recherche d\u27information. Ensuite, nous proposerons une formalisation de notre problématique de filtrage contextuel, l\u27implémentation d\u27une application de réseautage social d\u27entreprise, et nous discuterons les résultats expérimentaux obtenus auprès d\u27utilisateurs
Contribution to the modeling and characterization of single electron devices
No full textCette thèse s\u27inscrit dans un projet de recherche portant sur la modélisation, la fabrication et la caractérisation de composants monoélectroniques : transistor à un électron (Single Electron Transistor, SET) et mémoire à un électron (Single Electron Memory, SEM) avec une collaboration entre le CEGI-CRN² de l\u27Université de Sherbrooke (Canada) et le laboratoire INL. Parmi les nanocomposants émergents complémentaires au transistor MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect), les transistors à un électron présentent des potentialités intéressantes telles que : basse consommation, forte densité d\u27intégration, grande sensibilité (détection de très faible charge). Cependant, les très bas niveaux de courant dans les SETs introduisent une limitation sur l\u27aptitude des SETs à commander d\u27autres composants. Ainsi les concepteurs ont introduit les circuits hybrides composés de transistors SETs et MOSFETs permettant de pallier aux défauts des SETs (faible niveau de courant, influence de charges parasites, etc.). Héritant des avantages du SET, la mémoire à un électron est également d\u27un grand intérêt pour sa faible consommation et sa grande densité d\u27intégration. Le travail de recherche a porté sur : la modélisation compacte du SET prenant en compte la variation des résistances tunnel en fonction de la polarisation ainsi que le courant thermoïonique, l\u27analyse de circuits hybrides composés de SETs et MOSFETs (convertisseur analogique-numérique, oscillateur), la modélisation de la dynamique de chargement et de déchargement d\u27un point mémoire SEM et la technologie de la fabrication du SET développée à l\u27Université de Sherbrooke (Canada). La principale retombée de ce travail de thèse repose sur un ensemble de modèles analytiques compacts introduits dans un environnement de simulation de circuits intégrés et permettant d\u27optimiser les architectures de composants monoélectroniques mais aussi d\u27analyser des fonctions électroniques dans une approche de circuits hybrides
Observation et quantification tridimensionnelle de microfissures de l\u27os trabéculaire par microtomographie Synchrotron
No full textL\u27étude des microdommages du tissu osseux soulève un intérêt croissant. Les microdommages se présentent sous la forme de microfissures de faible épaisseur (~2µm) et de faible densité (<1mm-2) Leur implication dans les mécanismes biologiques et biomécaniques est encore mal connue. Une raison de cette méconnaissance est la difficulté actuelle de collecter des données fiables sur les microfissures. Dans ce travail, nous proposons d\u27utiliser la microtomographie par rayonnement synchrotron pour obtenir des images 3D micrométriques de microfissures physiologiques. Une taille de voxel de 1.4µm constitue un bon compromis entre le champ de vue et la résolution spatiale pour observer des microfissures. Cependant, les microfissures apparaissent peu contrastées et sont difficiles à segmenter. Une méthode de segmentation spécifique aux microfissures a donc été développée. Compte tenu de la faible taille des structures recherchées, nous nous sommes orientés vers des méthodes de débruitage préservant les contours. Nous avons proposé de combiner un filtre orientable fournissant un critère de planéité locale des microfissures et une technique de filtrage non-linéaire. Les expériences de validation sur des images synthétiques et réelles montrent son efficacité pour la segmentation des microfissures et sa supériorité par rapport à des méthodes plus classiques (diffusion anisotrope, filtrage bilatéral). La méthode a été intégrée dans une chaîne de traitement optimisée et semi-automatique. Finalement, une nouvelle technique d\u27évaluation des microdommages permettant l\u27observation et la quantification de microfissures en 3D avec une précision jamais atteinte a été mise au point. Le traitement des images acquises sur un grand nombre d\u27échantillons a permis de montrer d\u27une part les premières images 3D micrométriques de microfissures à cette résolution et fournit d\u27autre part de nouvelles données quantitatives
Contrôle de la toxicité dans la synthèse des polyuréthanes : optimisation des réactions et nouvelles stratégies de masquage par des composés à réactivité orthogonale
No full textCe travail présente plusieurs méthodes permettant de diminuer le taux de diisocyanate résiduel, souvent toxique, dans des prépolymères polyuréthane obtenus par polyaddition. Trois axes ont été explorés : l\u27optimisation des formulations et du procédé, et le masquage par des agents monofonctionnels ou porteurs de fonctions réactives orthogonales. Le remplacement d\u27un diisocyanate symétrique par un totalement asymétrique, dont l\u27une des deux fonctions NCO est bien plus réactive, a permis d\u27obtenir des prépolymères ayant un taux de monomère libre inférieur à 1 %. Cependant, cette méthode ne s\u27est révélée efficace que dans le cas des oligomères polyoxyde de propylène. Par réaction avec des macrodiols plus réactifs, l\u27écart de réactivité des deux fonctions isocyanate est affaibli. Pour les prépolymères possédant une plus grande proportion de macrodiol court, les interactions de chaînes via des liaisons hydrogène semblent être facilitées ce qui, ajouté à la baisse du taux de monomère libre, provoque une forte augmentation de leur viscosité. Pour ces formulations, la limite des améliorations possibles via l\u27optimisation des réactions classiques semble donc atteinte. Enfin, par une nouvelle approche, le masquage des fonctions NCO par des composés à réactivité orthogonale, tels que le carbonate de glycérol, a permis d\u27obtenir le monomère libre sous une forme non volatile et sans doute moins toxique. Ces composés permettent, après masquage, d\u27allonger les chaînes par une autre réaction et donc de limiter le nombre de molécules plastifiantes. Cependant, le masquage entraîne une diminution du taux de liaisons urée contribuant aux segments rigides dans les matériaux, et un compromis reste nécessaire pour obtenir une dureté élevée
Ébullition convective du dioxyde de carbone - étude expérimentale en micro-canal
No full textLes préoccupations relatives à la destruction de la couche d\u27ozone et au réchauffement climatique ont suscitées un regain d\u27intérêt pour l\u27usage du dioxyde de carbone comme fluide frigorigène. La présente étude a pour objectif de synthétiser l\u27état des connaissances sur l\u27ébullition convective du CO2 mais aussi d\u27élargir l\u27investigation à des conditions nouvelles. Les données d\u27échanges thermiques disponibles dans la littérature sont analysées en fonction du diamètre du canal et de la température de saturation. Une réflexion est proposée sur les mécanismes physiques, y compris les configurations d\u27écoulement, qui influencent les échanges thermiques et qui leur donnent des caractéristiques particulières. La validité des méthodes de prédiction du coefficient d\u27échange thermique et des pertes de pression est discutée pour le cas du CO2. Du point de vue expérimental, une section d\u27essai a été mise au point pour étudier l\u27évaporation du CO2 dans un micro-canal de 0,529 mm de diamètre. Des mesures de pertes de pression et du coefficient d\u27échange thermique local ont été obtenues principalement pour trois températures de saturation, - 10-5 et 0 C, trois densités de flux thermique, 1020 et 30 kW/m2, et pour des vitesses massiques comprises entre 200 et 1200 kg/m2.s. Les résultats des principales méthodes de prédiction sont comparés à nos mesures et de nouvelles approches corrélatives sont proposées. L\u27évaporation convective (en opposition à l\u27ébullition nucléée) semble jouer un rôle important dans les échanges thermiques. Par ailleurs, une augmentation inattendue du titre de début d\u27assèchement avec la vitesse massique a été observée pour une température de - 10 C
Filtrage spatiotemporel orienté de séquences d\u27images : application à l\u27estimation du mouvement des flux sanguins en imagerie
No full textLa connaissance du comportement des flux sanguins est une donnée clinique fondamentale. L\u27imagerie ultrasonore, couplée à des techniques Doppler, est souvent utilisée pour évaluer les vitesses de flux sanguins. Cependant, les techniques Doppler présentent quelques limitations notamment liées à la résolution spatiale des résultats et à la difficulté d\u27estimer des faibles vitesses. Dans cette thèse, nous avons proposé une approche basée sur des bancs de filtres spatiotemporels orientés pour l\u27estimation de champs denses de mouvement à partir de séquences d\u27images ultrasonores de flux. Le formalisme proposé a été présenté dans des contextes 2D puis 3D. Afin de valider notre méthode, nous avons utilisé des données simulées et expérimentales. A cet effet, nous avons proposé un cadre adapté à la simulation rapide de séquences d\u27images ultrasonores. Notre modèle de simulation a été validé en termes de statistiques du premier et deuxième ordre. La méthode d\u27estimation de mouvement proposée a été appliquée à des séquences de flux se déplaçant à faibles vitesses (approx 1mm/s) dans des vaisseaux de petites dimensions (approx 1mm). Les résultats obtenus ont montré un bon comportement global permettant de caractériser les flux étudiés. Une comparaison avec trois autres méthodes d\u27estimation de vitesses de flux a également permis de montrer que notre approche constituait un bon compromis en termes de précision et de complexité algorithmique
Etude du potentiel d\u27utilisation de résidus agricoles haïtiens pour le traitement par biosorption d\u27effluents pollués
No full textLa bagasse de canne à sucre et la racine de vétiver étudiés dans le cadre de cette recherche proviennent dHaïti et constituent des ressources abondantes et localement disponibles à faible coût. Cette thèse a pour objectif détudier le potentiel dutilisation de la bagasse et du vétiver pour le traitement deffluents industriels chargés en polluants métalliques et en colorants, dans une démarche de recherche de procédés applicables au traitement des eaux usées dans le contexte haïtien. La première étape consistait à préparer et à déterminer les caractéristiques physicochimiques des matériaux. En particulier, lincubation biologique anaérobie de la bagasse a permis de doubler la surface spécifique, de réduire la concentration de carbone organique dissous (COD) de 92%, daugmenter la concentration des fonctions carboxyliques de 600% et lactones de plus de 1100%, ainsi que la création de fonctions basiques. Tandis que les caractéristiques physicochimiques du vétiver sont demeurées quasi-inchangées. La biosorption des ions métalliques Pb2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Ni2+, et des colorants Acid Orange 7 et Victoria Blue B a été étudiée en milieu dispersé (batch) à la fois sur les matériaux natifs et incubés. Léquilibre de biosorption des polluants métalliques est atteint au bout de 300 minutes pour les matériaux natifs et incubés. La vitesse initiale de biosorption (v0) de la bagasse incubée a augmenté de 600%, par rapport à la bagasse native, tandis que la diminution de la constante cinétique de pseudo-second ordre (k) est de lordre de 45% pour la bagasse et le vétiver incubés, par rapport à celle des matériaux natifs. Les modèles de Langmuir et de Freundlich ont permis une bonne description des isothermes expérimentales. Lordre daffinité correspond à Pb2+ > Cu2+ > Zn2+ > Cd2+ > Ni2+ pour la bagasse native et Cu2+ > Pb2+ > Ni2+ > Cd2+ > Zn2+ pour la bagasse incubée. Les capacités maximales de biosorption du cuivre sur la bagasse native et incubée varient de 0,028 à 0,12 mmol.g-1 et de 0,029 à 0,09 mmol.g-1 pour le plomb. Les capacités dadsorption du vétiver natif et incubé vis-à-vis des ions Ni2+ et Cd2+ sont au moins deux fois plus élevées que celles de la bagasse. Lordre de performance des quatre matériaux vis-à-vis des ions Ni2+ et Cd2+ correspond à : vétiver incubé > vétiver natif > bagasse incubée > et bagasse native en considérant les valeurs de (qm). A linverse des résultats obtenus pour les ions métalliques, les capacités dadsorption des colorants sont faibles. Léchange dions constitue lun des mécanismes de biosorption des ions métalliques sur la bagasse, accompagné de la chimisorption ou de la complexation. Lun des exemples de mise en uvre possible sur le terrain haïtien consiste à traiter les effluents chargés en métaux lourds et en pigments dune usine de peintures de Port-au-Prince à laide dun procédé à contrecourant
Utilisation des traces comme outils réflexifs pour les apprenants et les enseignants à distance : application aux communications médiatisées
No full textAfin de fournir du soutien aux apprenants et aux tuteurs pendant et après leurs activités de communication médiatisée (CMC en anglais pour Computer-Mediated Communication), nous menons une recherche qui se focalise sur le traçage et l\u27exploitation des traces CMC en situations d\u27apprentissage à distance. Nous avons traité des problématiques autour de (i) la collecte des traces, (ii) la représentation des traces, et (iii) l\u27analyse et la visualisation des traces. Les éléments de réponse à ces problématiques sont : - Une approche de traçage pour les outils CMC : Pour tracer finement les activités CMC, nous proposons d\u27effectuer l\u27observation non seulement du côté des serveurs, mais également sur les postes clients. Nous distinguons 3 types d\u27interactions : les IHM (Interaction Homme-Machine), les IHHM (Interactions Homme-Hommes Médiatisées par les machines), et les IMM (Interactions Machine-Machines) et 2 types d\u27actions : les AU (Action utilisateur en dehors de l\u27environnement informatique et non médiatisée) et les AM (Action Machine sans action de l\u27utilisateur). - Modèle général de traces CMC : Le modèle général permet la représentation et structuration des traces CMC dans un format numérique commun indépendant des outils de communication. - Plate-forme TrAVis : Nous avons développé la plate-forme TrAVis (Tracking Data Analysis and Visualization) permettant aux tuteurs et apprenants d\u27analyser et de visualiser en temps réel les traces CMC. TrAVis a pour objectif d\u27assister les tuteurs dans les tâches de suivi et d\u27évaluation des activités collectives des apprenants en leur proposant différents outils pour construire et visualiser des indicateurs d\u27interactions
Etude d\u27un système portable d\u27inspection par rayonnement X utilisant les effets combinés d\u27absorption multi-énergies, de diffusion et diffraction X sur la matière
No full textLes travaux proposés portent sur la caractérisation par rayons X des matériaux, en vue d\u27une discrimination des explosifs par rapport aux matériaux communs. Trois méthodes d\u27analyses utilisant les rayons X sont décrites : la méthode de transmission multi-énergies, la diffusion Compton et la diffraction. Ces trois méthodes sont abordées sous un angle théorique puis expérimental. Le mémoire se compose de quatre parties. Après une présentation du contexte général de l\u27étude, les phénomènes physiques mis en jeu et les propriétés des matériaux concernés sont donnés. Dans une seconde partie consacrée à la transmission, le principe d\u27imagerie 2D multi-énergie est présenté. Puis, nous développons une approche d\u27imagerie 3D bi-énergie, qui permet une représentation des matériaux dans une base de densité et numéro atomique effectifs. Cette approche rend possible la discrimination d\u27un certain nombre de matériaux explosifs. Dans la troisième partie, la diffraction des rayons X est abordée, en vue d\u27identifier les matériaux par leur signature spectrale. Les cristallins et semi-cristallins sont reconnus, mais pas les amorphes. La quatrième partie s\u27intéresse à la diffusion Compton. Nous avons testé différentes méthodes d\u27acquisition : pinhole, masques codés et une méthode par balayage avec un faisceau de rayons X filiforme. Ces techniques permettent d\u27obtenir des images d\u27objets. Le dispositif étant d\u27un même côté de l\u27objet, il est particulièrement intéressant dans certaines situations de terrain. En synthèse, nous discutons de la complémentarité des informations issues de ces différentes techniques en vue de spécifier les caractéristiques d\u27un système portable permettant des analyses de terrain