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Shifting landscapes: the hidden consequences of “responsible” post-mining measures
No full textInternational audienc
Coupling simulation and machine learning for predictive analytics in supply chain management
No full textInternational audiencePredictive analytics is the approach to business analytics that answers the question of what might happen in the future. Although predictive information is critical for making forward-looking decisions, traditional approaches struggle to cope with the increasing uncertainty and complexity that characterise modern supply chains. Simulation is limited by insufficient timeliness, while machine learning is constrained by poor interpretability and data scarcity. Inspired by the complementary nature of simulation and machine learning, an integrated predictive analytics approach is proposed and applied to a humanitarian supply chain. By coupling simulation and machine learning, predictive models can be developed with limited historical data, and pre-crisis performance assessment can be performed to facilitate timely and informed decisions. The proposed approach enables managers to gain valuable insights into the complex evolution of the uncertain future, which also opens up the possibility of further integration with optimisation and digital twins
Comportement mécanique en environnement humide des renforts lignocellulosiques
No full textThis thesis focuses on the analysis of lignocellulosic plant fibres, particularly flax, with the goal of using these fibres as reinforcement in biocomposite materials. These fibres exhibit interesting physical characteristics, such as low density and good specific mechanical properties, while also having a reduced environmental impact. However, predictive modeling of their short- and long-term behavior within the composite requires an understanding of how their properties depend on moisture content. Currently, the literature mainly reports on the mechanical properties of plant fibres based on static tests, usually conducted at the scale of elementary fibres and fibre bundles. In this context, the first part of this thesis presents a study on the impact of water on the morphology of flax bundles and elementary flax fibres. This study has shown variations in the hygro-expansion coefficient and the anisotropy of swelling depending on the width of the chosen bundles. In the second part, the research focuses on improving the reliability of a simple longitudinal tensile test on flax bundles or elementary flax fibres. These studies highlighted the influence of methodological choices, such as the calculation of the transverse section area or the estimation of a tangent modulus, on the measurement of the tensile system’s compliance and, subsequently, on the mechanical behavior of the samples. Furthermore, with the use of photomechanical analyses, it was shown that this system compliance can vary during the tensile test, which may affect the mechanical behavior. Finally, in the third part, the visco-elasto-plastic behavior of flax fibre bundles was studied through cyclic tensile tests, carried out at different loading speeds and under various relative humidity levels. These tests demonstrate a low impact of the loading speed on the mechanical behavior, but an increase in relative humidity significantly affects the viscoelastic component of this behavior, leading to an apparent softening of the bundles during loading.Cette thèse se concentre sur l'analyse de fibres végétales lignocellulosiques, ici des fibres de lin, avec l'objectif que ce type de fibres soit utilisé comme renfort de matériaux biocomposites. En effet, ces fibres présentent des caractéristiques physiques intéressantes, telles qu'une faible densité et de bonnes propriétés mécaniques spécifiques, le tout associé à un impact environnemental réduit. Or, la modélisation prédictive de leur comportement à court et long terme au sein du composite nécessite de connaître la dépendance de leurs propriétés à l'humidité. Actuellement, la littérature rend essentiellement compte des propriétés mécaniques des renforts végétaux à partir d'essais statiques généralement réalisés à l'échelle de fibres élémentaires et de faisceaux de fibres. Dans ce contexte, la première partie de cette thèse présente l'étude de l'impact de l'eau sur la morphologie des faisceaux de lin et des fibres élémentaires de lin. Cette étude a permis d'observer les variations de coefficients d’hygro-expansion et l’anisotropie de gonflement selon la largeur des faisceaux choisis. Dans une seconde partie, des travaux ont étudié la fiabilisation d'un essai de traction simple longitudinale sur des faisceaux ou des fibres élémentaires de lin. Ces travaux ont permis d'observer l'impact de choix méthodologiques concernant l'aire de section transverse ou l'estimation d'un module tangent sur la mesure de la complaisance du système de traction et a posteriori sur le comportement mécanique des échantillons. De plus, à l'aide d'analyses photomécaniques, il a été montré que cette complaisance du système pouvait varier durant l'essai de traction et que cela pouvait impacter l'allure du comportement mécanique. Enfin, dans une troisième partie, le comportement visco-élasto-plastique des faisceaux de fibres de lin a été étudié à partir d'essais de traction cyclique, réalisés sous plusieurs vitesses de chargement et plusieurs valeurs d’humidité relative. Ceux-ci montrent un faible impact de la vitesse de chargement sur le comportement mécanique et qu’une augmentation de l’humidité relative affecte la composante viscoélastique de ce comportement en impliquant un assouplissement apparent des faisceaux lors de la charge
Tensile Characterization of Single Plant Fibres : a Benchmark Study
No full textInternational audienceOver the past 20 years, a large number of studies have been carried out to determine the mechanicalproperties of plant fibres. Most studies focus on the use of tensile tests on elementary fibres. Despite itsadvantages, this method is also time-consuming and challenging because of the tiny size of the fibresand the many sources of uncertainty.The aim of the present benchmark study was to gain a better understanding and quantify the sources ofvariability when estimating the tensile properties of plant fibres. For that purpose, three batches of fibreswere selected: two plant fibres, i.e. combed hemp and flax fibres as well as a synthetic organic fibre, i.e.aramid fibres, for benchmark purpose. A total of approximately 1250 fibres were tested. 9 researchgroups participated in this interlaboratory exercise.Results highlight significant intra- and inter-laboratory variability. Human factors and experimentalprocedures, especially for the estimation of the fibre cross-sectional area and the tensile strain, wereidentified as the main sources of scatter in tensile properties. Post-processing procedures, particularlydetermining the starting point of the tensile test, are also crucial, involving the elimination of slacks infibre and load train
DIGITALISATION DE L'INDUSTRIE PROPOSITION D'UNE APPROCHE MBSSE AGILE POUR L'INGÉNIERIE D'UN JUMEAU NUMÉRIQUE
No full textNational audienceDans cette ère des données, de l’information et de la connaissance (DIK), les industries se digitalisent, ce qui a pour conséquence une croissance rapide des complexités des produits à proposer sur le marché. L’intégration d’une partie logicielle (virtuelle), connu sous le nom de « Logiciel Embarqué» qui a pour rôle de contrôler et piloter la partie physique sans avoir besoin d’une intervention humaine, constitue la singularité des systèmes industriels de cette ère. Plus loin, avec les avancements en Intelligence Artificielle (IA), Big Data et le recours à l’Internet des Objets (IoT), nous avons vu l’émergence de concepts comme celui des Systèmes Cyber-Physiques (CPS) et celui des Jumeaux Numériques (JNs), jouant un rôle important dans la transformation numérique de divers secteurs. Dans ce contexte, le jumeau numérique se veut être une réplique (virtuelle) d’une entité physique (Jumeau Physique ou JP) dont le but est d’imiter de manière jugée suffisamment réaliste le comportement de ce JP avec des capacités d’évaluation, d’optimisation et de précision. Ces JNs représentent aujourd’hui une opportunité pour le milieu industriel et il primordial de développer, en plus des aspects techniques déjà souvent couverts par divers outillages, un ensemble de processus, méthodes et nouveaux outils pour en assurer la conception, le développement et la maintenance en conditions opérationnelles de chaque JN. Pour faire face efficacement à cet enchevêtrement de complexités virtuelles et physiques, nous proposons ici une orientation vers une approche promouvant à la fois des principes systémiques permettant de mieux maitriser la complexité et une approche processus permettant de revoir ou adapter l’organisation du travail et des ressources nécessaires pour mener à bien cette ingénierie. L’Ingénierie Système (IS) et plus particulièrement l’ingénierie système et logiciels basée modèles (Model-Based Systems and Software Engineering (MBSSE)) est choisie ici comme cadre méthodologique. Le MBSSE est en effet défini comme étant l'application formalisée de la modélisation tout au long des activités d'Ingénierie de Systèmes complexes ou de Logiciels. Le croisement des principes et processus de l’IS avec le MBBSE permet en effet de formaliser et d’outiller une approche d’Ingénierie de JN qui se doit d’être holistique et bâtie sur les trois piliers principaux que sont : l’organisation / la culture / l’homme, les processus, et la technologie. Des piliers présents tout au long des cycles de vie respectifs d’un JN et de son JP, qui commencent depuis la phase de capture et d’analyse des besoins jusqu’à leur fin de vie respective. Cela nécessite l’implication d’acteurs humains avec des profils et des compétences différentes, et possédant des objectifs et des points de vue différents à la fois sur le JP et le JN qui sont à prendre en compte dans tout le projet d’ingénierie du JN. Dans cette présentation, dans un premier temps, nous abordons en détails et d’une manière explicite en termes de but, d’entrées/sorties et de tâches quatre catégories principales de processus liés à cette approche MBSSE du JN, à savoir: (1) planifier le MBSSE, là où l’on trouve les phases de définitions de son périmètre et de ses objectifs aux côtés des activités de planifications et de gestions des ressources et des connaissances, (2) construire les modèles, là où l’on trouve toute une multidisciplinarité (Modèles de systèmes, IA, Optimisation…), d’activités de production, vérification & validation, simulation, et de délibération des modèles concernés (3) pratiquer le MBSSE proprement dit, dans lequel on trouve particulièrement l’analyse des besoins venant des différentes parties prenantes, la conception de l’architecture du système et la vérification & validation du système, et (4) prendre en charge les modèles qui constituent le JN, là où la collaboration et le partage des modèles hétéroclites produits par les différentes parties prenantes concernées sont particulièrement attendus. Il est évident que la totalité de ces processus ne seront pas forcément tous utiles et utilisés selon la culture propre et le vocabulaire métier, les objectifs et l’organisation de l’entreprise en charge ou impliquée dans le projet d’ingénierie. Nous détaillons donc la flexibilité offerte par cette approche MBSSE en termes de décision sur la discipline spécifique à suivre, précisément: dans le cas où le système physique (futur JP) existe déjà, un Reverse-(MB)SSE/Reverse-(MB)E en fonction de l’usage attendu pour le JN cible, tandis que dans le cas contraire, on retrouvera le JN et le JP dans un même cycle de vie au travers d’une approche d’ingénierie parallèle ou concourante du JP et du JN elle aussi guidée par les principes du Model-Based Engineering (MBE) et donc de sa déclinaison MBSSE mise ici en avant. Enfin, nous décrivons les bénéfices de l’intégration de l’agilité dans notre approche, en particulier ceux liés aux améliorations de l’intégration, de l’implication et de la confiance des parties prenantes exprimant des besoins dans cette ingénierie du JN. Nous avons pu, d’ores et déjà, identifier les principaux défis et verrous à prendre en considération, en particulier ceux liés aux capacités d’interopérabilité et de maintenabilité de l’ensemble des éléments (systèmes physiques, modèles, artéfacts…) impliqués dans toute cette imbrication de multidisciplinarité/interdisciplinarité pour profiter d’une manière suffisamment optimale de ces nouvelles solutions d’ingénierie des JNs, et globalement, de ces systèmes de l’industrie du futur
Investigating the influence of flax shives fractionation on tensile properties of thermoplastic bio-composites using 3d microstructural analysis
No full textInternational audienceThis study aims to investigate the reinforcement potential of flax shives (FS) in thermoplasticcomposites. The influence of FS initial granulometry on the microstructure of the composites and theirtensile properties is studied. Various FS granulometries were prepared. Polypropylene (PP) compositesreinforced with 10% to 40%wt. of FS for each granulometry were manufactured using twin-screwextrusion and injection-moulding processes with Maleic Anhydride Polypropylene (MAPP) as acompatibilizer. Microstructural analysis was carried out using 2D scanner after fibre extraction and Xraytomography on composites. The 3D microstructural parameters were used to model the elasticproperties of the composite using Mori-Tanaka model. Our results revealed that FS-200-315 achievedmaximum aspect ratio after processing, with granulometry deviations reducing aspect ratio.Additionally, medium size particles tend to be more oriented toward the injection flow compared tolarger particles. These findings are consistent with the tensile properties of the composites. PPcomposites reinforced with FS-200-315 exhibit a 20% and 25% increase in Young’s modulus andultimate tensile strength, respectively, compared to those reinforced with FS-800-1600. The Mori-Tanaka model shows that there is a variation in the back-calculated FS Young’s modulus as a functionof granulometry, within a range between 14 and 28 GPa
Bi-Objective Multi-Period Multi-Sourcing Supply Planning with Stochastic Lead-Times, Degressive Pricing, and Carbon Footprint *
No full textInternational audienceThis article studies a bi-objective stochastic optimization problem for multi-period multi-sourcing supply planning. The formulated problem accounts for stochastic lead times, degressive pricing, holding and backlog costs, delivery flexibility costs, as well as both holding and transportation carbon footprint. The first objective is to minimize the expected total cost, while the second objective is to minimize the expected total footprint. These objectives must be achieved while adhering to suppliers’ capacity constraints and meeting customer demand. In this paper, the proposed stochastic integer linear program is detailed, and the ϵ-constraint method used to solve it is described. The first results of experiments are presented and discussed
Enhancing Liver SPECT Image Quality: A Novel Approach to Mitigate Respiratory Motion Artifacts
No full textInternational audienceSingle Photon Emission Computed Tomography(SPECT) imaging is pivotal for medical diagnosis, providingcrucial insights into a patient’s health. This medical imagingtechnique produces 3D images of a radioactive tracer’s distri-bution in the body, detected by a gamma camera. SPECT isused to visualize physiological processes in organs, diagnosingvarious diseases, thus providing essential functional information.However, interpreting SPECT images just like other medicalimaging results of organs near the lungs often encounterschallenges due to artifacts induced by respiratory motion, leadingto image noise and compromised quality.This study aims to enhance SPECT image clarity and fidelityfor organs near the lungs using center of gravity estimation andevent avoidance methods. By tracking respiratory movementswith a motion camera, image clarity is refined. Additionally,methods to enhance image quality without the motion cameraare explored. Calculating the barycenter allows for more accurateorgan positioning within specific timeframes, while eliminatingmotion in others streamlines events. The amalgamation of thesemethods results in a notable reduction in motion artifacts andimage blurring, with motion-corrected images exhibiting superiordelineation of structures compared to uncorrected ones. Thisprocess is helpful for the surgeon targeting the injection
