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Towards the Objective Identification of the Presence of Pain Based on Electroencephalography Signals’ Analysis: A Proof-of-Concept
Get PDFThis proof-of-concept study explores the potential of developing objective pain identification based on the analysis of electroencephalography (EEG) signals. Data were collected from participants living with chronic fibromyalgia pain (n = 4) and from healthy volunteers (n = 7) submitted to experimental pain by the application of capsaicin cream (1%) on the right upper trapezius. This data collection was conducted in two parts: (1) baseline measures including pain intensity and EEG signals, with the participant at rest; (2) active measures collected under the execution of a visuo-motor task, including EEG signals and the task performance index. The main measure for the objective identification of the presence of pain was the coefficient of variation of the upper envelope (CVUE) of the EEG signal from left fronto-central (FC5) and left temporal (T7) electrodes, in alpha (8–12 Hz), beta (12–30 Hz) and gamma (30–43 Hz) frequency bands. The task performance index was also calculated. CVUE (%) was compared between groups: those with chronic fibromyalgia pain, healthy volunteers with “No pain” and healthy volunteers with experimentally-induced pain. The identification of the presence of pain was determined by an increased CVUE in beta (CVUEβ) from the EEG signals captured at the left FC5 electrode. More specifically, CVUEβ increased up to 20% in the pain condition at rest. In addition, no correlation was found between CVUEβ and pain intensity or the task performance index. These results support the objective identification of the presence of pain based on the quantification of the coefficient of variation of the upper envelope of the EEG signal
Conception de tableaux de bord adaptatifs pour les habitats intelligents
Get PDFLe vieillissement de la population apporte des transformations sociales qui affectent de plus en plus nos sociétés. Les évolutions technologiques soutiennent cette évolution sociale profonde et ce phénomène est destiné à croître dans les prochaines années. Un des effets de cette transformation est le nombre croissant de personnes en perte d’autonomie qui nécessite un soutien et une assistance au quotidien. Les habitats intelligents se présentent de plus en plus comme une solution intéressante pouvant répondre à une partie du problème. En effet, ils disposent d’une panoplie de capteurs et de fonctionnalités qui, combinés à l’intelligence artificielle, ont le potentiel d'assister leurs occupants au quotidien. Cependant, la complexité des systèmes et la nature brute des données ne sont pas abordables pour tous les publics. Au centre de cette solution, plusieurs sujets sont abordés : la visualisation de données, la conception d’applications et l'interfaçage humain-machine. Cette composition vise à proposer une conception d’applications modulables et flexibles afin d’assister de manière appropriée les utilisateurs du système. Parmi les solutions exploitables, les tableaux de bord ont généré beaucoup d'intérêt car ils offrent un équilibre entre adaptabilité et facilité d’utilisation. Les travaux couverts par ce mémoire visent à proposer des outils de visualisation adaptatifs pour les habitats intelligents en mettant l’accent sur la modularité des composants. Pour ce faire, plusieurs étapes ont été implémentées. Dans un premier temps, une méthode de modularisation des applications a permis de diviser le problème en plusieurs modules et d’échanger leurs résultats de manière bidirectionnelle. Dans un second temps, nous avons développé une application qui intègre ces modules. Finalement, nous avons conçu une application de visualisation capable de fournir des données adaptées aux besoins. Enfin, nous avons testé l’application auprès de plusieurs participants dans le but d’évaluer l'efficacité de notre méthode. Nous avons obtenu un score de 85.3 en termes d’utilisabilité selon notre questionnaire SUS.
The aging of the population brings social transformations that increasingly affect our societies. Technological developments support this profound social evolution and this phenomenon will undoubtedly grow in the coming years. One of the effects of this transformation is the growing number of people with a loss of autonomy who require support and assistance on a daily basis. Smart homes are increasingly presenting themselves as an interesting solution that can solve part of the problem. Indeed, they have a range of sensors and functionalities which, combined with artificial intelligence, have the potential to assist their occupants on a daily basis. However, the complexity of the systems and the raw nature of the data are not affordable for all audiences. At the center of this solution, several topics are covered: data visualization, application design and human machine interfacing. Th is composition aims to propose a design of modular and flexible applications in order to appropriately assist the users of the system. Among the actionable solutions, dashboards have generated a lot of interest because they offer a balance between adaptability and ease of use. The work covered by this master aims to provide adaptive visualization tools for smart homes with an emphasis on the modularity of components. To do this, several steps have been implemented. At first, a method of modularization of t he applications made it possible to divide the problem into several modules and to exchange their results in a bidirectional way. Secondly, we developed an application that integrates these modules. Finally, we designed a visualization application capable of providing data adapted to the needs. Finally, we tested the application with several participants in order to assess the effectiveness of our method. We obtained a score of 85.3 in terms of usability according to our SUS questionnaire
Étude expérimentale du sodium dans les anodes de carbone
Get PDFDans le procédé Hall-Héroult de production de l’aluminium, une quantité substantielle d’anodes de carbone est nécessaire. La durée de vie de ces anodes de carbone est intimement liée à leur qualité, ce qui en fait un des paramètres important quant à l’efficacité du procédé de production de l’aluminium primaire. La composition de ces anodes de carbone et la présence d’impuretés sont par conséquent des sujets d’étude d’importance dans le domaine. Lors du procédé d’électrolyse, les anodes entrent en contact avec le bain électrolytique, ce qui permet à une certaine quantité de sodium de contaminer le carbone anodique. Ce sodium provient des différents composés ioniques présents dans le bain, principalement du NaF et de la cryolite, Na3AlF6. Celui-ci est ultimement retourné dans le cycle de production lorsque les mégots sont broyés et recyclés comme matière première pour la fabrication de nouvelles anodes. Le niveau de contamination du carbone anodique par le sodium est un facteur influençant la réactivité. Les objectifs globaux de ce projet de maitrise sont donc de faciliter l’étude du sodium dans les anodes de carbone, de tenter de mieux comprendre son impact sur la réactivité de l’anode et d’explorer des techniques de retrait de cette impureté chimique. Dans ce travail de recherche, nous avons d’abord tenté de développer une méthode de quantification du sodium dans les anodes de carbone en utilisant une électrode de verre indicatrice de pH. En effet, lors de la mesure du pH d’une solution contenant des ions monovalents, un phénomène appelé «erreur alcaline» apparait lorsque son pH est supérieur à 9. Par conséquent, des mesures de différence de potentiel à l’aide de cette électrode permettraient d’établir la relation entre l’erreur alcaline (en volts) et la concentration en sodium (en moles) à un pH fixe. Cette avenue s’est révélée difficilement adaptable à la réalisation pratique des travaux, le niveau de précision requis étant trop élevé. Une méthode de quantification à l’aide d’une électrode spécifique au sodium a par conséquent été utilisée. La réactivité avec l’air ainsi qu’avec le dioxyde de carbone pour des anodes ayant différentes concentration en sodium connues a été testé à l’aide de standards ASTM-D6559. L’influence du sodium sur la réactivité à l’air s’est montrée non-conclusive selon nos tests. Toutefois, la concentration en sodium présente dans les anodes de carbone semble être en corrélation positive avec la réactivité au dioxyde de carbone jusqu’à un certain degré. Une méthode de lavage des mégots à l’aide d’eau distillée a été explorée avec divers temps de lavage allant de 1 à 6 jours. La concentration des anodes confectionnées à l’aide de ce mégot lavé a été quantifiée et les résultats suggèrent qu’un tel traitement réduit considérablement la contamination au sodium des anodes résultantes. De façon conséquente, la réactivité au dioxyde de carbone de ces anodes était réduite comparativement à l’anode standard
Relationship between thermal conductivity and electrical conductivity in B4C particle reinforced aluminum matrix composites
Get PDFThe present work focuses to explore the influencing factors of thermal conductivity and electrical conductivity and to establish the relationship between thermal conductivity and electrical conductivity in Al-B4C composites. Al-B4C composites with different aluminum matrices and various volume fractions of B4C were used in the study. Their microstructure, including the reinforcement particles and reactions products, was characterized while the evolution of thermal conductivity and electrical conductivity was studied, and their relationship was established. In this study, optical microscopy and scanning electron microscopy were used to observe the evolution of microstructure with different particles (type, size and volume fraction) and different matrices (1xxx, 3xxx and 6xxx). Laser Flash Thermal Conductivity Meter and SIGMASCOPE Electrical Conductivity Meter were used to monitor thermal and electrical conductivity. The effects of particle size, volume fraction, interfacial thermal resistance/electrical resistance on thermal and electrical conductivity were studied in conjunction with thermal and electrical conductivity prediction models. An empirical equation between thermal conductivity and electrical conductivity was established. The results of this paper are divided into two parts. In the first part, the effects of particle volume fraction, particle size, heat treatment as well as the testing temperature and rolling thickness on the evolution of thermal and electrical conductivity of 1100-B4C composites were investigated by combining various thermal conductivity and electrical conductivity prediction models. The results show that the reaction product increases as the particle volume fraction increases and both thermal conductivity and electrical conductivity is linearly decreasing with the increasing volume fraction of B4C particles. However, the testing temperature in the range of 20-250℃ is no effect on thermal conductivity, and rolling thickness is found no effect on thermal conductivity and electrical conductivity. While, both thermal conductivity and electrical conductivity increased after heat treatment until 430℃/4h followed by a plateau with further increasing temperatures. Among the various prediction models, Bruggeman-ET and Bruggeman are the most suitable ones for predicting the thermal conductivity and electrical conductivity of 1100-B4C composites, respectively. Finally, a linear relationship is established to present the relationship between thermal conductivity and electrical conductivity in studied 1100-B4C composites. In the second part, the relationship between thermal conductivity and electrical conductivity in other aluminum metal matrix composites (6xxx/3xxx-B4C and 6061-Al2O3) was investigated combining thermal conductivity and electrical conductivity prediction model. The results show that though with different matrix and reinforcement particles, the relationship between thermal conductivity and electrical conductivity in studied 6xxx/3xxx-B4C and 6061-Al2O3 also composites are still linear and fits the empirical equation obtained from 1xxx-B4C composites.
Le présent travail vise à explorer les facteurs influençant la conductivité thermique et la conductivité électrique et à établir la relation entre la conductivité thermique et la conductivité électrique dans les composites Al-B4C. Dans cette étude, on a utilisé des composites Al-B4C avec différentes matrices d'aluminium et diverses fractions volumiques de B4C. Leur microstructure, y compris les particules de renfort et les produits de réaction, a été caractérisée. De plus, l'évolution de la conductivité thermique et électrique a été étudiée, et leur relation a été établie. Dans cette étude, la microscopie optique et la microscopie électronique à balayage ont été utilisées pour observer l'évolution de la microstructure avec différentes particules (type, taille et fraction volumique) et différentes matrices (1xxx, 3xxx et 6xxx). Le conductimètre thermique à flash laser et le conductimètre électrique SIGMASCOPE ont été utilisés pour surveiller la conductivité thermique et électrique. Les effets de la taille des particules, de la fraction volumique, de la résistance interfaciale thermique/électrique sur la conductivité thermique et électrique ont été étudiés en conjonction avec des modèles de prédiction de la conductivité thermique et électrique. Une équation empirique entre la conductivité thermique et la conductivité électrique a été établie. Les résultats de ce travail sont divisés en deux parties. Dans la première partie, on a étudié les effets de la fraction volumique et de la taille des particules, ainsi que l’effet du traitement thermique, de la température d'essai et de l'épaisseur de laminage sur l'évolution de la conductivité thermique et électrique des composites 1100-B4C, tout en combinant divers modèles de prédiction de conductivité thermique et de conductivité électrique. Les résultats montrent que le produit de réaction augmente à mesure que la fraction volumique des particules augmente et que la conductivité thermique et la conductivité électrique diminuent de manière linéaire avec la fraction volumique croissante des particules B4C. Cependant, la température de test dans la plage de 20 à 250 ℃n'a aucun effet sur la conductivité thermique et l'épaisseur de laminage n'a aucun effet sur la conductivité thermique et la conductivité électrique. Alors que la conductivité thermique et la conductivité électrique ont augmenté sous l’effet du traitement thermique allant jusqu'à 430℃/4h suivi d'un plateau sous l’effet des températures encore plus élevées. Parmi les différents modèles de prédiction, Bruggeman-ET et Bruggeman sont les plus appropriés pour prédire la conductivité thermique et la conductivité électrique des composites 1100-B4C, respectivement. Enfin, une relation linéaire est établie pour présenter la relation entre la conductivité thermique et la conductivité électrique dans les composites 1100-B4C étudiés. Dans la deuxième partie, on a étudié la relation entre la conductivité thermique et la conductivité électrique dans d'autres composites à matrice métallique d'aluminium (6xxx/3xxx-B4C et 6061-Al2O3), tout en combinant les modèles de prédiction de la conductivité thermique et de la conductivité électrique. Les résultats montrent que bien qu'avec des matrices et des particules de renforcement différentes, la relation entre la conductivité thermique et la conductivité électrique dans les composites étudiés 6xxx/3xxx-B4C et 6061-Al2O3 est toujours linéaire et correspond à l'équation empirique obtenue à partir de 1xxx-B4C
Developing High-Strength Al-Si-Mg Filler Metals for Aluminum Fusion Welding
Get PDFThe 4xxx series of aluminum fillers are extensively used in aluminum welding owing to their excellent weldability, high cracking resistance, and low melting point. However, joints welded with commercial AA4043 fillers experience low mechanical strength. Therefore, we investigated the performance and mechanical strength of joints welded using newly developed Al-Si-Mg filler metals with different Mg contents (0.6-1.4 wt.%). AA6061-T6 plates were welded as the base metal using a gas metal arc welding process. The microstructures of the welded samples were characterized using optical microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The mechanical properties were characterized by microhardness and tensile testing. The results revealed that the new filler metals exhibited weldability similar to that of the ER4043 reference filler. The Mg concentration in the fusion zone of the new fillers was much higher than that of the reference filler. In the as-welded condition, all the fractures occurred outside the fusion zone. Therefore, all the welded samples exhibited similar mechanical strength, much lower than the base metal. After applying the post-weld heat treatment, the mechanical strength of all joints, regardless of the Mg content, reached the same level as the base metal and achieved 100% welding efficiency. Furthermore, the fusion zones were much stronger than the base metal and fusion zone of the reference filler using the new fillers with high Mg content, thus indicating their significant potential for welding high-strength aluminum structures
Essai bibliographique : Dépasser les effets de rupture et historiciser la décolonisation des savoirs avec Orlando Fals Borda
Get PDFAn approach to apply automated acceptance testing for industrial robotic systems
Get PDFIndustrial robotic systems (IRS) are systems composed of industrial robots that automate industrial processes. They execute repetitive tasks with high accuracy, replacing or supporting dangerous jobs. Consequently, a low failure rate is crucial in IRS. However, to the best of our knowledge, there is a lack of automated software testing for industrial robots. In this paper, we describe a test strategy implementation to apply BDD to automate acceptance testing for IRS
Effets de l’abrasion par la glace sur la dynamique temporelle de la productivité macroalgale intertidale du Saint-Laurent
Get PDFÀ la base des écosystèmes rocheux médiolittoraux, les communautés de macroalgues sont constituées d’espèces structurantes et dominantes caractérisées par une biomasse élevée. Ces espèces structurantes, ou facilitatrices, créent des habitats favorables à de nombreux organismes marins et offrent protection et nourriture. Les macroalgues aident également à la résilience des communautés après une perturbation ou un stress. En milieu médiolittoral, les macroalgues font face à un certain nombre de perturbations physiques, telles que l’action des vagues et des marées. Dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent, ces macrophytes font également face à des processus d’abrasion par les glaces qui influencent notamment leur structure par l’arrachage d’une portion significative de biomasse algale. Dans le contexte actuel de changement climatique, qui influence la présence des glaces de mer sur les côtes, il est impératif d’améliorer nos connaissances sur l’impact de l’abrasion par les glaces sur les communautés littorales et la dynamique de leur productivité. Mon étude a pour objectif de caractériser la dynamique temporelle de la productivité macroalgale intertidale du Saint-Laurent marin en évaluant la dynamique de la croissance des fucales dans ces communautés. Cette étude permet ainsi une évaluation de l’acquisition en carbone total stocké par ces communautés en milieu rocheux intertidal. Sur la rive nord du Saint-Laurent, nous avons ciblé trois zones de niveaux d’abrasion (Zone de récupération courte (moins d’un an), moyenne (deux ans et plus) et contrôle (ou il n’y a pas eu d’abrasion depuis plus de deux ans)) où le recouvrement, la biomasse et la croissance de Fucus distichus subsp. edentatus ont été mesurés durant la saison d’été 2021. Notre étude montre que la croissance en taille diminue avec la longueur (exprimée en fonction de l’âge) de l’algue. Ainsi, les petits individus (0 à 3 cm) ont un taux de croissance dix fois plus grand que les grands individus (plus de 30 cm) (respectivement 60 % et 6 % de croissance par mois). Nous avons observé, une production primaire de 2 kg m-2 an-1 en poids frais dans les zones de récupération moyenne, qui présente des résultats similaires aux zones contrôles, alors que la production primaire dans les zones de récupération courte est d’environ 300 g m-2 an-1 soit six à sept fois plus petite que dans le contrôle. Cela signifie donc qu’un septième de la production primaire de l’étage intertidal rocheux se fait par des macroalgues dans leur première année de croissance. De plus, les ratios de production par rapport à la biomasse (P/B ratio) y sont quatre fois plus élevés que dans les zones contrôles. Ces observations ajoutent à la compréhension de l’importance des nouvelles repousses de macroalgues sur les côtes abrasées par les glaces, ainsi que sur la dynamique de production de matières organiques par ces dernières sur les côtes.
Macroalgae are the basis of rocky intertidal ecosystems. They are structuring and dominating species characterized by high biomass, which offer protection, food, and create favourable habitats for multiple marine organisms. They also support the recovery of the community after disturbances and stresses. These macroalgae face multiple physical disturbances, such as wave action and semi-diurnal tides. Moreover, in the mid-intertidal shore in St Lawrence (North-East Canada), severe ice-scouring influences and structures benthic intertidal communities by removing a certain amount of macroalgae during winter and spring. In the context of climate change, it is more important than ever to improve knowledge on community resistance against ice-scouring and community productivity. To better understand the impact of ice scouring on rocky shores, our study aimed to characterize the temporal dynamic of intertidal macroalgal productivity of the St Lawrence. Specific objective was to measure the individual growth of fucoids. Finally, this study tends to evaluate carbon dynamics generated by rocky intertidal communities. Thus, three different abrasion levels were identified (short-term recovery level (less than one year), mid-term (two and more years) and controls (no abrasion in the last two years)) and algal recovery, biomass, growth, and primary productivity of Fucus distichus subsp. edentatus were measured during summer 2021. Firstly, our study of growth dynamic has shown that the individual growth rate diminishes with the length (expressed as a function of age) of the algae, as little individuals (0 to 3 cm) have a ten times higher growth rate than big individuals (more than 30 cm) (respectively 60 % and 6 % of growth each month). Then, according to our expectations, we observed a primary production of ~2 WWkg m-2 yr-1 in Mid-term recovery level zones, which is the same that in the Controls, and 300 g m-2 yr-1 in Short-term, which is 6 to 7 time lower. This can also mean that one-seventh of the primary production of the intertidal rocky shore macroalgae is done by algae in their first grow season. On the other hand, with a production to biomass (P/B ratio) four-time higher than undisturbed zones, the Short-term recovery zone are of importance for the carbon construction on shores. Those observations highlight the important role of young macroalgae on ice-scoured rocky shores and on the dynamic of this complex ecosystem
Silver–polymethylhydrosiloxane–quaternary ammonium coating on anodized aluminum with excellent antibacterial property
No full textMultidrug-resistant bacteria are known to survive on high-touch surfaces for days, weeks, and months, contributing to the rise in nosocomial infections. Inducing antibacterial property in such surfaces can presumably reduce the overall microbial burden and subsequent nosocomial infections in hygiene critical environments. In the present study, a one-pot sol–gel process has been deployed to incorporate silver (Ag) and quaternary ammonium salt (QUAT) bactericides in a polymethylhydrosiloxane (PMHS) matrix. The Ag–PMHS–QUAT nanocomposite was coated on anodized aluminum (AAO/Al) by a simple ultrasound-assisted deposition process. The morphological features and chemical composition of the Ag–PMHS–QUAT nanocomposite have been characterized using SEM, XRD spectroscopy, and attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to confirm the formation of Ag–QUAT nanocomposites within the polymeric network of PMHS. The Ag–PMHS–QUAT nanocomposite coating on anodized aluminum oxide (AAO/Al) coupon exhibited superior antibacterial property with a 6-log bacterial reduction compared to the 5-log reduction for the commercially available antimicrobial copper coupon