L’électrochromisme est la capacité de certains matériaux à changer de couleur en réponse à un stimulus électrique. Jusqu’ici réservés à des structures rigides, comme les fenêtres à opacité adaptative, les matériaux électrochromes possèdent de nombreux avantages qui rendent particulièrement intéressante leur utilisation au sein de structures souples, notamment textiles, afin de former des textiles « intelligents ». On peut citer leur large palette de couleurs, une consommation électrique faible et un changement de couleur visible selon tout angle de vue. Durant cette thèse, plusieurs structures électrochromes à base textile ont été réalisées. Une première étape a été la diminution du nombre de couches requises pour la réalisation d’un afficheur électrochrome, passant de 7 à 5, ainsi que l’ajout d’une épaisseur textile en tant que couche de stockage. Une deuxième étape a été le remplacement de tous les composants non textiles par des composants textiles, améliorant ainsi significativement la flexibilité et le toucher de la structure. Une dernière étape, enfin, a permis la conception d’une structure électrochrome flexible 100 % textile et monocouche. Des écrans textiles composés de plusieurs pixels électrochromes ont été réalisés et commandés automatiquement.Une méthode a été mise au point pour quantifier le vieillissement de ces afficheurs. Leur courte durée de vie est en effet un frein majeur à toute utilisation commerciale. Cette méthode a été appliquée à tous les types de structures développées. L’influence de plusieurs facteurs sur le processus de vieillissement a été étudiée, ce qui a permis d’identifier les conditions permettant l’optimisation de leur durée de vie. / Electrochromism is the ability of a material to change its color according to an electrical stimulus. Electrochromic materials have been so far only been used into rigid structures, such as smart windows. However, they have multiple advantages making their use for the development of flexible, textile-based structures particularly suitable. These are for example a large color palette, a low electrical consumption and a color change that is visible at every point of view. In this PhD project, different textile-based electrochromic structures have been realized. The first step was the decrease of the number of layers required for the realization of an electrochromic device, going from 7 to 5, and the addition of a textile layer used as a storage layer. Then, all the non-textile components were replaced by textile materials, which improved significantly the flexibility and the textile touch of the device. The final step was the conception of a single-layer electrochromic all-textile flexible device. Textile displays, composed of many electrochromic pixels, were realized and automatically commanded. An innovative method was developed in order to quantify the ageing of these devices. Indeed, their short lifetime is a major limitation to any commercial use. This method was applied to all the electrochromic textile-based developed devices. The influence of different parameters on their ageing process was studied, which allowed the identification of the optimal condition to apply in order to maximize their lifetime.

Les traitements acoustiques jouent un rôle important dans la réduction du bruit des avions et doivent satisfaire de nombreuses contraintes de conception et d’exploitation. Ils sont utilisés depuis longtemps au niveau de l’isolation. Le concept étudié dans ce projet est basé sur l’ajout ou l’intégration d’un écran résistif ou microperforé dans les traitements usuels à base de fibre de verre ou de mousse afin d’optimiser l’absorption des traitements acoustiques et améliorer l’isolation en configurations double-paroi dans une bande étroite en basses fréquences et sans la détruire en hautes fréquences. Cette étude a pour objectif final de définir les propriétés physiques et mécaniques d’un traitement acoustique à base d’écrans avec performance maximale pour un ajout de poids minimal. Les résultats de cette étude visent donc à améliorer le confort des passagers dans les avions.

Inventées au milieu des années 1980, nous assistons actuellement au développement à grande échelle des interfaces tactiles multipoints. Par comparaison avec la souris, les écrans multipoints nécessitent un nouveau processus d'étude afin de comprendre les changements apportés par cette technologie. Le travail déjà effectué avec d'autres périphériques d'entrée doit être repris à zéro afin de formuler de nouvelles théories pour la création d'interfaces tactiles multipoints. La manipulation à trois dimensions (3-D) d'un objet nécessite le contrôle de six degrés de liberté. Trois sont responsables de la position de l'objet et trois contrôlent son orientation. Dans ce mémoire, nous nous focalisons sur la manipulation 3-D d'un objet à l'aide de surfaces tactiles multipoints. Plus précisément, nous avons étudié le lien entre le périphérique d'entrée (ici la surface multipoint) et la tâche à effectuer (ici la manipulation 3-D). En premier lieu, nous avons introduit une taxonomie pour la représentation des techniques d'interaction 3-D spécifiques aux écrans multipoints. Cette taxonomie nous a permis de mettre en avant l'influence des stratégies de conception des techniques en termes d'intégration de degrés de liberté. Par la suite, nous avons mené une étude concernant les techniques d'interactions permettant le positionnement 3-D d'un objet. Nous avons présenté deux nouvelles techniques, tirant profit des capacités offertes par les écrans multipoints. L'évaluation de ces techniques nous révéla des conclusions quant à la coordination de l'utilisateur dans la réalisation de la tâche. Enfin, nous avons introduit une nouvelle technique d'interaction de manipulation 3-D. Cette technique a été évaluée plus rapide que les techniques existantes et nous avons pu déterminer les raisons expliquant cette performance accrue. Ces travaux, qui s'intéressent à la coordination de l'utilisateur lors de la réalisation de tâches 3-D à l'aide de surfaces multipoints, recommandent une approche favorisant la séparation des degrés de liberté, dans le but de pouvoir paralléliser les actions de l'utilisateur afin de tirer profit de la bande passante d'entrée plus importante offerte par les écrans multipoints. / Invented in the mid-1980s, we are currently witnessing large-scale development of multitouch interfaces. Compared with the traditional mouse, multitouch displays require rethinking from scratch interaction techniques in order to understand the changes brought by this technology and formulate new theories. Manipulating three-dimensional (3-D) objects require the control of six degrees of freedom. Three are responsible for the object's position and three control the orientation. In this work, we focused on 3-D manipulation of an object using multitouch displays. Specifically, we studied the relationship between the input device (the multitouch display) and the task (3-D manipulation). First, we introduced a taxonomy for the representation of 3-D interaction techniques specific to multitouch displays. This taxonomy allowed us to highlight the influence of design strategies in terms of integration of degrees of freedom.Subsequently, we conducted a study of interaction techniques for 3-D positioning of an object. We presented two new techniques, which take advantage of capabilities offered by multitouch displays. The evaluation of these techniques revealed us results regarding the user coordination in realizing the task. Finally, we introduced a new interaction technique to handle 3-D manipulation. This technique was evaluated faster than existing techniques and we were able to determine the reasons for the improved performance.This work, which focus on the user coordination when using multitouch displays to perform 3-D tasks, recommend an approach that favors the separation of degrees of freedom, in order to parallelize the user actions so as to take advantage of the extra input bandwidth offered by this type of input devices.

Cette étude a pour but d’investiguer l’état de la télédiffusion canadienne dans le contexte du multi-écrans. Nous cherchons à identifier les enjeux auxquels les télédiffuseurs et les publicitaires font face dans leur adaptation au multi-écrans, que ce soit au niveau créatif, économique ou technologique. Suite à une série d’entrevues auprès de professionnels de l’industrie, nous présentons une évaluation sommative des niveaux d’innovations multi-écrans afin d’évaluer comment elles ont influencé les modèles d’affaires actuels en nous basant sur différentes théories de l’innovation afférentes à l’industrie des médias. Nous élaborons sur le couplage d'un média traditionnel avec les écrans mobiles numériques afin de mieux comprendre non seulement l'état actuel de l'industrie mais également la tangente qu'elle prend pour l'avenir. Ainsi, nous dressons une cartographie des principales initiatives canadiennes et commentons sur les réactions d’accueil qu’elles ont suscitées au sein de l’industrie.

Cette étude a pour but d’investiguer l’état de la télédiffusion canadienne dans le contexte du multi-écrans. Nous cherchons à identifier les enjeux auxquels les télédiffuseurs et les publicitaires font face dans leur adaptation au multi-écrans, que ce soit au niveau créatif, économique ou technologique. Suite à une série d’entrevues auprès de professionnels de l’industrie, nous présentons une évaluation sommative des niveaux d’innovations multi-écrans afin d’évaluer comment elles ont influencé les modèles d’affaires actuels en nous basant sur différentes théories de l’innovation afférentes à l’industrie des médias. Nous élaborons sur le couplage d'un média traditionnel avec les écrans mobiles numériques afin de mieux comprendre non seulement l'état actuel de l'industrie mais également la tangente qu'elle prend pour l'avenir. Ainsi, nous dressons une cartographie des principales initiatives canadiennes et commentons sur les réactions d’accueil qu’elles ont suscitées au sein de l’industrie.

Résumé : Tout comme l’aéronautique, l’industrie aérospatiale s’est tournée progressivement vers l’emploi des coques à base des matériaux composites. Cette transition a permis d’alléger considérablement les structures aéronautiques et aérospatiales, et par conséquent, a réduit la consommation de carburants ainsi que l’impact écologique des aéronefs et des lanceurs. Toutefois, la loi de masse stipule que cela ne peut être sans conséquence sur la perte par transmission acoustique des panneaux, surtout sur les basses fréquences. Que ce soit pour la conformité aux exigences des normes aéronautiques en terme de niveau de pression acoustique à l’intérieur des cabines ou la protection des charges utiles dans les coiffes des lanceurs, les traitements acoustiques ciblant les basses fréquences s’avèrent un défi d’envergure. En effet, avec des contraintes très strictes de minimum de masse et de volume ajoutés, il est difficile de traiter les problèmes d’absorption acoustique basses-fréquences, avec les traitements phoniques classiques. Afin de tirer avantage des effets résonants pour améliorer l’absorption sur les basses fréquences, ce projet se propose d’étudier l’intégration d’écrans résistifs à très faibles épaisseurs dans les revêtements acoustiques, tout en minimisant le poids. Il a été proposé dans le cadre de la chaire industrielle de recherche en aéroacoustique dont les principaux bailleurs de fonds sont Bombardier aerospace, Pratt & whitney et Bell helicopter. Aussi, des travaux de recherche connexes se sont déroulés en partenariat avec ULA (United Launch Alliance). Ce travail de maîtrise comporte une partie bibliographique qui présente une étude exhaustive des traitements basses-fréquences existants, tout en y portant un regard critique. La partie théorique met particulièrement l’emphase sur les différents modèles de propagation d’onde et les phénomènes de dissipations dans les milieux poreux. Dans cette partie, on dénombre également les différents types d’écrans ainsi que les modèles de propagation correspondants. Des critères permettant une étude comparative objective du point de vue masse/performance ont été proposés. En plus des paramètres non acoustiques, les conditions de montage et d’agencement des couches ont été étudiées avec des simulations numériques appuyées par des mesures expérimentales. Dans l’avant dernier chapitre, un modèle SEA (Statical Energy Analysis) d’une coiffe de lanceur a été construit avec tous ses détails à partir d’un exemple concret. Les simulations se sont terminées avec une étude comparative de la réduction de niveau de pression acoustique dans la coiffe. Le dernier chapitre résume les principaux résultats et conclusions de cette étude. / Abstract : Over the last few decades, the aerospace industry has witnessed a significant emergence of the use of composite shells. The latter are continuously replacing the metallic ones. This transition allowed a significant weight reduction of flying structures. Consequently, it substantially lessened the fuel consumption and mitigated the environmental footprint of aircrafts and space launch vehicles. However, evoking the mass law, this transition clearly cannot be without consequences on the acoustic transmission loss of fuselage panels. Neither can it be on payload fairings, especially over the low frequencies. Whether to meet with the standards and regulations in terms of acoustic pressure levels inside the pressurized cabins or to protect the payloads inside the launchers fairings, acoustic treatments design targeting the low frequencies seems to be a challenging issue. Indeed, with very stringent constraints in terms of added weight and volume, it is difficult to deal with the low frequencies noise and vibration, using passive monolayers. In order to take advantage of the resonant effects in enhancing low frequencies absorption, this work intends to investigate the integration of heavy treatments of very low thicknesses in acoustic coatings while minimizing weight. It was conducted within the frame work of the industrial research chair in aeroacoustics, whose main funders are : Bombardier Aerospace, Pratt & Whitney and Bell Helicopter. Also, other related researches were jointly carried out in partnership with ULA (United Launch Alliance). This master thesis includes a bibliographical section which consists of an overview of the existing low-frequencies solutions while keeping a critical eye on most of them. The following theoretical part focuses on the different models describing wave s’ propagation and dissipation phenomena in porous media. In the same section, we also list the different types of screens and the corresponding propagation models. Criteria for an objective comparative study in terms of weight versus performance were suggested. In addition to non-acoustic parameters, the layout and the mounting conditions of the acoustic packages were also investigated by means of numerical simulations, seconded by experimental measurements. In the penultimate chapter, an SEA detailed model of a launcher fairing was built based on data taken from a concrete example. The simulations ended with a comparative study of the sound pressure level reduction in the inner fairing cavity. The final chapter summarizes the main findings, conclusions and perspectives of this study.

Résumé : Le but de cette étude est de développer un concept d’isolant acoustique à base de matières recyclées. Ce projet, initié par le Ministère des Transports du Québec (MTQ), s’inscrit dans la conception d’écrans antibruit répondant aux exigences actuelles du développement durable et de la loi sur l’environnement. L’isolant acoustique devra donc être également recyclable. Un matériau de type coupe-son est caractérisé par son indice d’affaiblissement sonore. Plus un matériau est lourd, plus il est isolant. Cependant, un phénomène physique provoque une importante chute de son efficacité à une fréquence précise dépendant de la rigidité spécifique du matériau (i.e. rapport du module d’Young sur la masse volumique). Il devra donc avoir une masse importante tout en ayant un module d’Young adéquat pour éviter ce phénomène. Le polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE), thermoplastique recyclable de grande consommation, est alors alourdi avec des billes d’acier de grande taille (3.175 mm) afin d’augmenter la rigidité spécifique du composite résultant. Le composite ainsi formé montre néanmoins une augmentation du module d’Young qui compense l’ajout de masse. Cette augmentation est causée par la liaison interfaciale entre le LLDPE et les billes de fer. Pour limiter cette cohésion, un effort de traction a été effectué sur les échantillons. Ceci a eu pour effet de briser le lien mécanique à l’interface des billes et du LLDPE. En conséquence, le module a suffisamment chuté pour atteindre des valeurs inférieures au matériau brut. De plus, l’augmentation de la fraction volumique va de pair avec la réduction du module d’Young. Un modèle analytique de prédiction du module d’Young en fonction de la fraction volumique de billes d’acier a été également établi. Il a été comparé aux modèles existants et a montré de bons résultats avec les mesures. Des simulations acoustiques de la perte par transmission ont par la suite été effectuées sur les composites obtenus afin d’évaluer leurs performances par rapport aux matériaux usuels (e.g. béton, gypse, verre,…) et par rapport à des écrans antibruit existants. Les résultats ont démontrés que les composites peuvent parfaitement se substituer aux matériaux utilisés et présentent dans certains cas de meilleurs résultats. || Abstract : The aim of this study is to develop a concept of an acoustic reflective material using recycled materials. This project, initiated by the Ministre des Transports du Quebec (MTQ), fits with the current requirements of sustainable development and environmental law. So the acoustic material should be also recyclable. An acoustic reflective material is characterized by its sound transmission loss. The heavier the material is, the better is its sound transmission loss. However, a physical phenomenon causes a significant drop in efficiency at a specific frequency depending on the specific stiffness of the material (i.e., the ratio of Young’s modulus and density) So the material must be heavy and should have a Young modulus adapted to avoid this phenomenon. Linear low density polyethylene (LLDPE), a largely available recyclable thermoplastic material, is then weighed down with large steel balls (3.175 mm diameter) to increase the specific stiffness of the resulting composite. However, the composite thus formed shows an increase of its Young's modulus that compensates for the added mass. This increase is caused by the interfacial bonding between the LLDPE and steel balls. To limit this bonding, a tensile stress was applied on the samples. This had the effect of breaking the mechanical link at the interface. As a result, the modulus has dropped to a value below that of the raw material. In addition, the increase in volume fraction of steel balls goes hand in hand with the reduction of the Young's modulus. An analytical model for predicting Young's modulus as a function of volume fraction of steel balls was also established. It was compared to existing models and shown good agreement with measurements. Simulations of the acoustic transmission loss are subsequently carried out on the obtained composites to evaluate their acoustical performance compared to conventional materials (e.g. , concrete, gypsum, glass, ...) and to existing noise barriers. The results show that the developed composites can fully replace conventional materials and show better results in some cases.

Ce mémoire a pour objectif l'étude des interactions qui interviennent dans les environnements où plusieurs surfaces d'affichage et dispositifs de pointage sont mis à disposition du ou des utilisateurs, que ces environnements soient distribués ou non. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux techniques de type drag-and-drop dans le contexte du mur-écran.<br /><br />Le drag-and-drop est une technique très répandue qui atteint ses limites dans certaines conditions d'utilisation. Ces limites peuvent être physiques -- avec des écrans interactifs par exemple -- ou dues à l'implémentation. D'une part, ce mémoire propose plusieurs évolutions du drag-and-drop, avec comme objectif de dépasser les limites physiques du drag-and-drop. En particulier, il devient possible de dépasser les limites de la loi de Fitts ainsi que les limites physiques des surfaces d'affichage. Un ensemble de techniques de types drag-and-drop issues de l'état de l'art ou proposées dans ce mémoire font l'objet d'études utilisateurs. A l'issue de ces études, deux techniques ressortent principalement : le push-and-pop et le push-and-throw accéléré.<br /><br />D'autre part, afin de dépasser les limites dues à l'implémentation du drag-and-drop, nous proposons un modèle d'implémentation pour le drag-and-drop et l'ensemble de ses évolutions. Ce modèle d'implémentation s'appuie sur le modèle d'interaction instrumentale. Ce modèle d'implémentation est mis en oeuvre dans l'API PoIP, elle-même utilisée dans l'application Orchis. Grâce à ce modèle, il est possible d'effectuer des opérations de type drag-and-drop distribuées, la technique d'interaction pouvant être personnalisée en fonction des contraintes matérielles ou des préférences de l'utilisateur.

La montée en puissance des écrans tactiles offre de nouvelles possibilités d'interactions gestuelles de plus en plus riches. De nos jours, les utilisateurs se contentent souvent de gestes mono-point ou multipoints simples pour exécuter des manipulations telles que la rotation, le déplacement ou la mise à l'échelle d'objets graphiques, la plupart du temps dans un contexte mono-utilisateur. Le travail décrit ici concerne l'utilisation avancée des gestes multipoints, comportant à la fois plus de commandes de raccourci (appelées commandes indirect es) et de commandes de manipulation (appelées commandes directes) dans un contexte d'utilisateurs multiples sur le même écran. Pour cela, nous analysons la forme des trajectoires composant le geste multipoints et les relations temporelles et spatiales entre ces trajectoires afin de caractériser ce geste. Nous proposons une modélisation par graphes et développons un système complet d'analyse et de reconnaissance. Pour résoudre le conflit entre la reconnaissance des gestes de manipulation et ceux de commande (directes versus indirectes), nous proposons une stratégie de reconnaissance précoce pour les gestes multipoints basée sur une option de rejet combinant plusieurs classifieurs pour reconnaître ces gestes au plus tôt. Pour valider nos approches, nous avons construit la base MTGSet composée de 7 938 gestes isolés multi points de 41 classes différentes et MUMTDB une base de gestes collectés dans un contexte réel d'interaction multiutilisateurs pour l'édition de diagrammes. Les résultats expérimentaux attestent que nos approches peuvent reconnaître les gestes multipoints dans ces différentes situations. / Due to the popularization of the touch screen devices, nowadays people are used to conduct the human-computer interactions with touch gestures. However, limited by current studies, users can use only simple multi-touch gestures to execute only simple manipulations such as rotation, translation, scaling, with most of time one user even if adapted devices are now available. The work reported here concerns the expanding usage of multi-touch gestures, that make them available at the same time for more shortcut commands (called indirect commands, as copy, past, ... ), more manipulation commands (called direct commands like zoom or rotation) and in the context of multiple users on the same screen. For this purpose, we analyze the shape of the gesture's motion trajectories and the temporal and spatial relations between trajectories in order to characterize a multi-touch gesture. We propose a graph modeling to characterize these motion features and develop a graph based analysis and recognition system. To resolve the conflict between interface manipulation and shortcut command inputs, we study and validate an early recognition strategy for multi-touch gesture. We built a reject option based multi-classifier early recognition system to recognize multi-touch gestures in early stage. To set-up, train and validate our systems, we built MTGSet, a multi-touch gesture dataset formed by 7938 gestures from 41 different classes collected in isolated contexts and MUMTDB a dataset of gestures collected in a real multi-user usage case of diagram drawing. The experimental results prove that our system can well recognize multi-touch gestures in these different situations.

Cette thèse porte sur le développement et la validation des traitements acoustiques performants pour les nacelles des turboréacteurs, l’étude et la modélisation des liners sous hauts niveaux acoustiques avec écoulement d’air rasant et l’optimisation des technologies et propriétés des liners pour une meilleure réduction du bruit. Un nouveau modèle d’impédance acoustique basé sur l’approche du fluide équivalent a été proposé pour les plaques micro-perforées couplées à une cavité d’air ou à un milieu poreux. Le modèle proposé a été validé numériquement et expérimentalement et l’effet des hauts niveaux de pression sur les caractéristiques acoustiques des liners a été démontré. Une analyse de sensibilité a été réalisée pour évaluer les impacts des paramètres entre autres le diamètre de perforation, l’épaisseur de la plaque, le taux de perforation, la profondeur de la cavité, la résistance par unité de surface de l’écran résistif, le niveau de pression et le nombre de Mach sur les propriétés acoustiques des liners à un et deux degrés de liberté ainsi que les liners avec écrans résistifs. La technologie des liners avec écrans résistifs intégrés dans la cavité d’air ou collés sur les plaques micro-perforées a été étudiée et la contribution des écrans dans l’amélioration des performances d’atténuation acoustique des liners a été démontrée numériquement et expérimentalement. Ensuite, on modélise les liners en incidence rasante en proposant une approche analytique basée sur le développement limité en séries de Taylor pour déterminer le nombre d’onde complexe d’une conduite acoustique traitée par les matériaux absorbants. Enfin, on étudie la réponse acoustique des liners en incidence oblique.