Les conducteurs et les isolateurs des lignes de transport électrique des régions froides canadiennes et québécoises sont souvent recouverts de glace et parfois ont à subir des changements rapides de température. Durant un réchauffement, un film d'eau peut se former en surface des dépôts de glace; en raison de la tension appliquée, ce film, d'eau favorise l'apparition de décharges électriques qui peuvent se développer en un contournement électrique. Une étude expérimentale a été entreprise en vue d'étudier le rôle joué par le film d'eau sur le comportement électrique des isolateurs recouverts de glace. A cet effet, les variations de température se rapprochant de celles rencontrées dans la nature en régime de fonte ont été reproduites en laboratoire à l'intérieur d'une chambre réfrigérée. La première partie du travail est consacrée à la mise au point d'une méthode pour mesurer la valeur de la tension minimale de contournement (VMF) en régime de fonte. Les résultats montrent que la tension minimale de contournement est plus faible lorsque la tension appliquée sur la chaîne d'isolateurs est augmentée au moment où la température de la glace est entre -0.5 et 0°C. Les résultats indiquent de plus, que la tension minimale de contournement en régime de fonte (78 ± 3 kV), pour une chaîne de quatre isolateurs couverts de 2 cm de glace, est pratiquement semblable à celle mesurée en régime d'accumulation. En régime de fonte comme en régime d'accumulation, l'activité de décharge s'amorce dès la formation du film d'eau. Par la suite, le développement de l'arc blanc et du contournement dépend de l'épaisseur et de la longueur des glaçons ainsi que du niveau de la tension appliquée. La seconde partie de l'étude porte sur les effets de la glace formée à partir de gouttelettes d'eau conductrice et de la contamination des isolateurs couverts de glace sur la valeur de la tension minimale de contournement en régime de fonte. L'addition de sel dans l'eau et la précontamination des isolateurs permettent de simuler respectivement deux conditions de contamination rencontrée, 1'une dans les régions côtières et l'autre, au voisinage des industries. Les résultats indiquent que la valeur de la tension minimale de contournement mesurée en régime de fonte et celle en régime d'accumulation pour les deux types de pollution sont sensiblement les mêmes. En outre, la valeur de la tension minimale de contournement diminue d'une façon exponentielle, lorsque la conductivité de l'eau augmente. A partir d'une certaine limite (200 µS/cm) la tension de contournement reste constante. Enfin, les observations visuelles des échantillons de glace formée sur les isolateurs ont permis de constater que le passage du courant de fuite se fait à l'intérieur des glaçons situés sur la ligne d'arc de la chaîne d'isolateurs. Ceci confirme le fait que le contournement des isolateurs couverts de glace est différent de celui des isolateurs humides et pollués. En effet, dans ce dernier, le mécanisme de contournement est relié au développement de bandes sèches sur la surface des isolateurs. Dans le cas des isolateurs recouverts de glace, le contournement dépend de la longueur et de l'épaisseur de la glace formée en bordure des jupes d'isolateurs ainsi que de la formation d'un film d'eau sur la surface de la glace.

Jusqu'à maintenant, plusieurs modèles mathématiques ont été développés par différents chercheurs pour la planification, l'exploitation et la gestion des réseaux électriques. Malgré l'élégance de la formulation dans certains cas et une précision exceptionnelle dans d'autres, la majorité de ces modèles ne conviennent pas à une application industrielle en temps réel. Les raisons retenues et évoquées sont principalement le temps de calcul mis pour atteindre une solution optimale du problème lors de la simulation d'événements fortuits et aussi, l'espace mémoire requis en cas d'analyse de grands réseaux. Dans ce travail de recherche, nous présentons une nouvelle formulation mathématique linéaire de la répartition optimale de la puissance réactive pour le contrôle de la variation des tensions de barre d'un réseau électrique et sa solution par la programmation linéaire Simplex. Le principe repose sur les propriétés de découplage des paramètres caractéristiques d'un système de distribution d'énergie électrique en deux modèles distincts: - puissance active CP) et angle de phase (9), (BUI et GHADERPANAH, 1982); - puissance réactive (Q) et amplitude de la tension (v), objet du présent mémoire. Pour des raisons pratiques, le modèle minimise la somme des valeurs absolues des variations des tensions en cas de contingences, par une génération de puissance réactive appropriée. La formulation mathématique de cette fonction objective et celle des relations d'injections de puissance conduisent à des équations non linéaires. Ainsi, l'approche de ce modèle est basée sur la linéarisation de ces équations et de l'utilisation d'un support mathématique de transformation pour rendre l'énoncé final du problème compatible avec l'application de la programmation linéaire. Les contraintes incluses tiennent compte de la physique et de la sécurité du réseau et sont introduites par les variations des tensions permises autour du point d'opération et les capacités de production des sources ou génératrices de puissance réactive. L'algorithme de solution développé a permis l'écriture d'un programme en Fortran IV (PROGQV) pouvant simuler les situations telles: - l'écoulement optimal des charges réactives; - la fluctuation de la demande (consommation); - la panne des lignes de transmission (circuit ouvert); - la panne des génératrices (sources de puissance réactive hors circuit). La méthode de solution est itérative et ne nécessite pas l'utilisation de fonction de pénalité ou de recherche orientée qui généralement, occasionne une difficulté de convergence. En plus, aucune inversion de matrice n'est effectuée, ce qui ajouté aux avantages mentionnés, entraîne une diminution du temps de calcul. Les informations d'entrée du programme sont les données standard d'un problème de la répartition optimale des charges et celles de sortie sont les valeurs optimales des équipements de contrôle, soit les puissances réactives générées aux différents points de production. Ainsi, afin de vérifier la validité de l'approche, les quatre sortes de contingences citées antérieurement ont été simulées comme application, à l'aide d'un système de distribution de 10 barres, et 14 lignes de transmission. Dans chacun des cas, l'idée de base était de garder le système aussi proche que possible de son point d'opération par une nouvelle réallocation des puissances réactives générées. Les différentes solutions optimales obtenues sont toutes physiquement réalisables de par la nature des contraintes et d'une précision acceptable sur le plan pratique. Le temps de calcul moyen requis pour atteindre l'optimalité est de 5.5 CPS sur l'ordinateur CYBER 825. D'une manière générale, les résultats de l'application numérique nous portent à croire à la validité du concept et que l'utilisation de l'algorithme serait principalement efficace pour assister un opérateur dans la surveillance et la gestion en temps réel de grands réseaux électriques, où la maintenance des tensions à l'intérieur de tolérance spécifiée, une prise de décision et port d'action rapides sont exigés lors d'événements fortuits.

Les études sur le contournement électrique des isolateurs verglacés ont débuté il y a une quinzaine d'années et dans toutes ces études on a toujours travaillé avec les isolateurs réels. Les résultats rapportés sont spécifiques pour chaque type d'isolateur et pour chaque condition d'expérience seulement. D'autre part, l'influence des variations de température sur le développement de l'arc de contournement n'a jamais été étudiée de façon systématique. C'est pour ces raisons que l'on ne peut pas déterminer exactement la condition la plus favorable au contournement des isolateurs verglacés et on ne peut pas expliquer le fait que le contournement se produit très souvent quand la température ambiante augmente, ou même quand la température n'augmente pas, mais il y a une couche d'eau couvrant la surface de la glace. Ce fait est aussi inexplicable si on se base uniquement sur les résultats obtenus à partir d'isolateurs réels. En utilisant un modèle physique linéaire au laboratoire, nous pouvons étudier de façon systématique les influences du changement de température sur le développement de l'arc de contournement. Nous pouvons aussi vérifier de façon fiable les résultats théoriques trouvés analytiquement. Dans la première partie de ce mémoire, nous passons en revue les travaux antérieurs sur ce sujet afin de pouvoir les comparer plus tard (dernière partie du mémoire) avec les résultats obtenus sur le modèle. Dans la deuxième partie nous utilisons le modèle mathématique formulé par 0b enaus pour déterminer de façon théorique les facteurs responsables du développement de l'arc de contournement quand la température augmente. Ensuite, en utilisant le modèle physique au laboratoire, nous vérifions les résultats ainsi trouvés. Après confirmation par expériences, nous arrivons aux résultats suivants: 1) Quand la température augmente, la résistance de la glace en régime de fonte diminue, cette diminution est responsable du déplacement de la décharge pour devenir un arc de contournement. 2) Quand une couche de liquide couvre la surface de la glace, la résistance totale équivalente diminue et cette diminution est aussi responsable du déplacement de la décharge. 3) Avec la glace formée par des solutions de faible conductivité (p > 20k? cm), en passant du régime de congélation au régime de fonte, la résistivité de la glace diminue de 32% à 48%. 4) En régime de congélation si la glace est couverte d'une couche de liquide provenant de cette même glace fondue, sa résistivité diminue approximativement de 97% de sa valeur initiale. 5) En régime de fonte, si la glace est couverte d'une couche de liquide provenant de cette même glace fondue, sa résistivité diminue approximativement de 95% de sa valeur initiale. 6) Le cas 5 précédent est le cas le plus favorable au contournement électrique des isolateurs H.T. verglacés car la résistance électrique de la glace est la plus basse. 7) En régime de congélation, avec la glace à -10oC et couverte d'une couche de liquide, la tension de contournement diminue de 12% à 20% comparé à la glace "sèche". A partir des résultats précédents, nous pouvons déduire les conclusions suivantes : a) avec une chaîne d'isolateurs verglacés suspendue verticalement, quand se produit une décharge partielle, l'eau provenant de la fonte de la glace s'écoule le long des isolateurs créant une couche de liquide à la surface de la glace, on a ainsi une probabilité très élevée de contournement; b) avec une chaîne d'isolateurs verglacés en position horizontale, quand se produit une décharge partielle, l'eau s'écoule autour d'un seul isolateur, elle ne peut pas former une couche reliant la haute et la basse tension et la probabilité de contournement est très réduite; c) Les conclusions a) et b) précédentes ne sont plus valables si la température ambiante est trop élevée ou si les rayons solaires sont trop intenses de telle sorte qu'il se crée en même temps une couche de liquide recouvrant la surface de la glace. Dans la dernière partie du mémoire, nous comparons les résultats trouvés antérieurement sur les isolateurs réels avec ceux trouvés sur modèle dans ces travaux et nous montrons ainsi que tout les résultats trouvés antérieurement sont confirmés de façon générale par les résultats obtenus sur le modèle linéaire.

Dans la première partie du présent travail nous avons réalisé une étude expérimentale sur la mesure des coefficients de collision et de coalescence des gouttelettes d'eau dont le diamètre se situe entre 2 um et 8um. La méthode consiste à photographier la trajectoire des gouttelettes tombant en chute libre. Les coefficients de collision sont déterminés â partir de ces photographies en mesurant la séparation et la largeur des trajectoires des gouttelettes impliquées dans les collisions. Ces photographies permettent aussi de constater si les gouttelettes se séparent ou non après la collision. Le résultat montre que la fréquence de coalescence est nulle en l'absence du champ et de la charge électrique. Dans le cas des gouttelettes neutres, cette fréquence augmente presque linéairement entre 100 et 400 V/cm et à partir de 400 V/cm elle augmente plus rapidement. Quant aux gouttelettes chargées dans un champ nul, la fréquence de coalescence est nulle si les particules portent des charges de même signe; par contre si le brouillard est composé de gouttelettes chargées de signe contraire alors la fréquence de coalescence augmente avec la valeur absolue de la charge. Cette augmentation de fréquence est relativement lente pour de faibles charges et devient plus rapide pour des charges plus grandes que 10-16C. Dans les deux cas vec champ électrique et charges électriques)il est démontré que le coefficient de coalescence est unitaire. De plus, l'ordre de grandeur du coefficient de collision est trouvé très élevé en accord avec la prédiction théorique de Sartor. Des expériences sur la collision et la coalescence sont aussi menées avec des gouttelettes surfondues et on a constaté que l'effet de la surfusion est insignifiant sur le processus de collision et coalescence. La deuxième partie de cette étude porte sur l'influence du champ électrique dans l'agrégation des cristaux de glace. Des cristaux de glace de forme hexagonale (plaquette) et ayant une dimension comprise entre 15 et 50um de diamètre sont formés par suite de l'injection de vapeur d'iodure d'argent dans un brouillard de gouttelettes surfondues. Ces cristaux laissés à eux même, tombant ensuite en chute libre à travers une région où règne un champ électrique vertical et négatif (pointé vers le bas). Des échantillons de brouillard de cristaux sont recueillis et analysés. Le résultat montre que le champ électrique favorise grandement l'agrégation des cristaux de glace. À la lumière des résultats le coefficient d'agrégation doublerait au moins sa valeur à un champ de 1000 V/cm. L'influence du champ électrique devient importante seulement à partir de 400 V/cm. De plus on a constaté aussi que le taux d'agrégation augmente en fonction du champ électrique jusqu'à une certaine limite de l'ordre de 1500 V/cm: à partir de cette valeur du champ, l'influence du champ électrique devient constante. L'existence de cette limite pourrait rendre plausible l'hypothèse disant que le champ électrique favorise plutôt l'adhésion entre cristaux que la collision des cristaux.

L'accumulation de glace sur les isolateurs de lignes de transport d'énergie électrique et de leurs postes est reconnue comme un problème majeur qui peut causer le contoumement des isolateurs et dans certaines conditions l'interruption de courant. Ce phénomène commence par des activités de décharge de couronne, s'ensuit la formation d'arcs partiels qui peut se développer en arcs de contoumement. Dû à la complexité de ce processus, qui résulte de l'interaction des décharges avec le film d'eau formé à la surface de la glace, le phénomène de contoumement n'est pas encore entièrement compris. Pour une meilleure connaissance des mécanismes en jeu dans l'arc de contoumement et d'autres types de décharge le précédant, il sera nécessaire de développer certaines connaissances concernant des paramètres comme la température et la concentration d'autres espèces d'ions. De plus, afin de développer des modèles mathématiques pour la propagation de décharges, une estimation de la conductivité de canal de décharge est nécessaire. Le courant circulant dans ce canal conducteur fournit l'énergie nécessaire aux activités d'ionisation à l'intérieur de ce canal. La conductivité de ce dernier est une fonction directe de sa température, ce qui illustre le besoin de mesurer la température de ces décharges. Jusqu'à présent, pour un arc apparaissant le long d'une surface de glace, on a arbitrairement donné à cette température a une valeur de 5000 K, mais sans preuve expérimentale. L'existence d'équilibre thermodynamique local (ETL) est un autre aspect important pour proposer des théories et des modèles, mais ceci n'a pas été vérifié pour l'arc de contoumement sur les isolateurs recouverts de glace. La vérification de condition d'ETL exige des informations sur la température et la concentration de diverses espèces ioniques, ainsi que sur la densité d'électron et sur le degré d'ionisation. L'objectif principal de cette recherche est d'approfondir nos connaissances du contournement des isolateurs recouverts de glace en mesurant et en calculant plusieurs paramètres importants dans le canal de décharge. La mesure des températures rotationnelles et d'excitation, et de la densité d'électrons pendant la propagation d'arc est préalablement nécessaire. De plus, l'effet du courant de décharge, du type de tension et de sa polarité sur la variation des paramètres d'arc ci-haut mentionnés devrait être étudié. Sur les bases de ces données, la condition d'ETL pourrait être examinée. Le diagnostic spectroscopique de plasma est une méthode de test non destructive qui a été utilisée pour atteindre les objectifs mentionnés. La lumière émise d'un arc sur une surface de glace a été transmise à un spectromètre. Les spectres obtenus ont été utilisés pour étudier la nature et la concentration d'espèces d'ions. Les températures du gaz et des électrons, ainsi que leur densité, ont été également mesurées à l'aide de méthodes appropriées. Les températures rotationnelles mesurées se situaient entre 4000 et 6500 K, alors que l'intensité de courant a augmenté de 200 à 700 mA pendant la propagation des décharges. Il a été observé que dans les mêmes conditions expérimentales, les températures des arcs en courant continu positif étaient plus élevée que celle des arcs en courant continu négatif. De plus, les températures d'arc en courant alternatif étaient plus faible que celles en courant continu positif et prohes de celles en courant continu négatif. La température d'excitation mesurée se situait à environ 9000 K et ne variait pas signifïcativement en fonction du courant de décharge. La densité d'électron augmentait avec l'augmentation du courant. Pour les courants variant de 200 à 700 m A, les densités d'électron ont augmenté de 1 à 2 xlO17 cm"3. Les densités d'électron étaient supérieures à 2.5xlO17 cm"3 avant l'apparition de l'arc de contournement. Les différences entre les températures rotationnelles et d'excitation ont montré que l'arc n'était pas dans un état d'équilibre thermique.

L'indisponibilité d'un transformateur de puissance a généralement de lourdes conséquences financières pour les exploitants des réseaux électriques. Le bon fonctionnement des transformateurs de puissance repose en grande partie sur leur isolation électrique (huile/ papier) et sur le contrôle de leur température. Les isolants utilisés dans la fabrication des transformateurs; qu'ils soient solides (papier, carton) ou liquides (huile), subissent avec le temps une altération chimique sous l'influence de la chaleur et d'autres agents tels que l'oxygène et l'humidité. Le présent mémoire, entrepris dans le cadre des travaux de recherches de la chaire sur les isolants liquides et mixtes en électrotechnologie (ISOLIME) de l'université du Québec à Chicoutimi, a pour but d'étudier de nouveaux systèmes de préservation d'huile. Il a également comme objectif d'explorer et de développer de nouvelles perspectives qui pourront résoudre les problèmes d'analyse de vieillissement du papier. À l'intérieur d'un transformateur, l'huile se dilate et se contracte en fonction de la température, ce changement de volume de l'huile se produit dans le conservateur d'huile. Concernant le circuit d'huile, on trouve deux grandes familles: les transformateurs dits hermétiques et les transformateurs dits respirants. Dans un transformateur hermétique, l'air du conservateur est emprisonné dans une membrane et comprimé par l'huile en cas de dilatation. L'air et l'huile ne sont donc jamais en contact avec l'extérieur. Mais le problème est que ce type de préservation ne tient pas compte de l'effet du champ électrique sur la décomposition de l'huile qui génère des gaz qui restent emprisonnés dans le conservateur et peuvent se dissoudre dans l'huile. Dans un transformateur respirant, le volume de l'air dans le conservateur est ajusté en fonction de l'expansion de l'huile au travers d'un dessiccateur. Dans ce type de transformateur, l'huile est exhibée au contact avec l'air où l'impact de l'oxygène et de l'humidité dégrade la qualité du système d'isolation. Pour palier aux inconvénients majeurs des systèmes de préservations présentés précédemment, deux nouveaux systèmes de préservation d'huile dans les transformateurs de puissance ont été proposés et étudier dans ce mémoire. Le premier utilise un système de préservation à gaz inerte (l'azote pur) et le second un nouveau système de préservation à diaphragme. L'analyse de l'huile pour ces deux systèmes a été effectuée avec différentes techniques de diagnostic et les résultats y sont discutés. Des essais in situ et en laboratoire ont été réalisés. Les résultats obtenus ont montrés que Pinertage par l'azote permet de réduire de façon significative le taux de l'oxygène dans l'huile. Ainsi que le nombre d'acidité (TAN), la turbidité et la surface en dessous des courbes d'absorption (DDP) varier très peu avec le temps d'inertage avec l'azote. Les résultats pour le deuxième système montrent que les produits dissous et la turbidité dans le conservateur varient légèrement avec le temps dans le conservateur à diaphragme alors qu'elle est multipliée par un facteur 4 dans le cas du système sans diaphragme. Comme nous l'avons mentionné plus haut, la durée de vie d'un transformateur dépend étroitement de son état d'isolation, en particulier du papier cellulose qui le compose. L'évaluation de l'état de l'isolation solide se fait généralement d'une façon indirecte via l'huile, par l'analyse des dérivés fiiraniques ou encore à travers des diagrammes d'équilibre pour estimer la teneur en eau dans le papier. Dans ce contexte, l'étude de l'utilisation d'un capteur capacitif avec comme isolant le même papier cellulose qu'on utilise comme diélectrique solide dans le transformateur a été réalisé. Cette étude se basera sur la mesure des paramètres diélectriques : permittivité et facteur de dissipation (tan ô). Les principaux éléments du capteur ainsi que sa mise en oeuvre y sont décrits. Une procédure de vieillissement accéléré de l'isolation papier/ huile incorporant le capteur est également décrit. L'étude des pôles de la réponse fréquentielle comme nouveau paramètre d'évaluation de l'état de l'isolation solide est aussi effectuée. Cette technique semble tout à fait prometteuse à basse fréquences.

L'avancement de la recherche dans le domaine des convertisseurs de données privilégie des architectures simples, facilement intégrables sur puce et dont les performances dans diverses applications spécifiques sont nettement appréciables. C'est dans cette optique que cette thèse propose de nouvelles architectures de convertisseurs de données de type flash en utilisant uniquement les cellules normalisées. Les convertisseurs de données sont généralement classés en deux grandes familles : les convertisseurs analogique-numériques (CAN) et les convertisseurs numérique-analogiques (CNA). Ces composants occupent une place cruciale dans les circuits électroniques et le choix de leurs architectures est intimement lié à la nature de l'application. En particulier, l'utilisation des CAN de faible consommation de puissance ne cesse de s'accroître dans le domaine médical. Cette tendance est motivée par le souci permanent de faciliter l'analyse et l'interprétation des signaux physiologiques. Dans le cadre des applications telles les télécommunications et la mesure de la température interne du corps humain, les convertisseurs de données de type flash sont de bons candidats. Ces convertisseurs analogique-numériques doivent être intégrés sur la même puce que d'autres circuits numériques. Ce qui nécessite de nouvelles contraintes dans leur conception. Par conséquent, pour les applications de système sur puce (SoC), les convertisseurs analogique-numériques doivent être rapides, avoir une faible tension d'alimentation et une consommation de puissance considérablement réduite. La conception des convertisseurs de données de type flash liés aux applications de systèmes sur puce a fait l'objet d'importants travaux de recherche ces dernières années. Parmi les types de convertisseurs numérique-analogiques rencontrés dans la littérature, ceux à capacités commutées utilisant le principe de redistribution de charges sont les plus utilisés notamment pour des applications de faible puissance. Ces CNA utilisent essentiellement des composants analogiques. Ce qui rend complexe leurs conceptions et leurs implémentations sur puce. En ce qui concerne les CAN, une structure simple utilisant des inverseurs comme comparateurs a été proposée très récemment. Cette technique de quantification, basée sur la variation de la taille des transistors, remplace valablement les comparateurs analogiques conventionnels. Le manque de flexibilité de cette approche est un préjudice si l’on désire passer d’une technologie à l’autre. L'objectif de ce travail de recherche consiste à proposer de nouveaux convertisseurs de données qui permettront grâce aux cellules normalisées de s’arrimer avec l’avancement de la technologie, afin d’offrir une très grande portabilité et d’être compatible avec le flot de conception numérique. La méthodologie de recherche est axée sur deux principaux axes: La première repose sur la conception de nouvelles architectures de convertisseurs de données utilisant uniquement des cellules normalisées. Un CNA de type flash utilisant un code thermomètre à l'entrée est présenté. Une méthode d'optimisation a été proposée en vue d'améliorer la linéarité de ce CNA. C’est ainsi qu’une amélioration de la linéarité de 96% a été obtenue comparativement à la configuration non optimisée. Les résultats issus des simulations sont présentés. Par ailleurs, un CAN à 3 bits de type flash est présenté de même que son optimisation dans le but de réduire les effets de variations de procédé. Un CAN à 4 bits de type flash est aussi présenté avec une technique de réduction de sa consommation de puissance. La réduction de puissance obtenue varie entre 44 et 66 % par rapport à la littérature. De plus, les résultats de simulations et ceux issus de la fabrication du convertisseur à 4 bits sont présentés. Les résultats obtenus montrent que ce convertisseur a les caractéristiques désirées. Toutes ces architectures utilisent une plage de tension d'entrée variant approximativement de VTH à VDD − VTH. Pour terminer, une autre architecture de CAN ayant une plus grande plage dynamique (de VSS à VDD) a été proposée. Le deuxième axe est beaucoup plus axé sur l’application de ces convertisseurs de données à savoir: l'utilisation du CNA dans la réduction de la gigue dans un système de génération d'horloge (FRPS).

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a chronic respiratory disorder that affects many adults in Canada. Patients affected by such a condition tend to become less active and are at risk of losing functional capacity. Therefore, it is important for them to exercise regularly throughout the year. However, there are some restricting situations, such as cold weather, limited training space and long distance from training centers that may prevent the regular practice of exercise. In those cases, a rehabilitation exercise program at patients’ homes may be a good option. To help these patients remain active, researchers are developing a hardware/software infrastructure for training remote patients via the internet. Since COPD is a disease that can be deadly, 3 key physiological parameters need to be monitored to ensure the safety of the patients: respiratory rate, oxygen saturation and heart rate. The objective of this master’s project was to develop two wireless instruments to measure physiological parameters: a respiratory sensor belt and a pulse oximeter. A series of experiments were carried out to evaluate the performance of the designed instruments. The test results showed these instruments meet the design requirements and are able be used to monitor the COPD patients. This will help patients with COPD stay active all year and ultimately, help maintain their functional capacity and their quality of life. La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est un trouble respiratoire chronique qui affecte un grand nombre d’adultes au Canada. Les patients affectés par cette maladie tendent à être moins actifs et risquent de perdre leur capacité fonctionnelle. Par conséquent, il serait important pour eux de faire de l'activité physique régulièrement. En raison de certaines contraintes, tels que le froid, l’espace d’entraînement limité et l'isolement géographique, la pratique d'activité physique n'est pas toujours possible. Dans ce cas, un programme d’exercices de réhabilitation effectué à domicile pourrait être une bonne solution. Afin d’aider ces patients à demeurer actifs, des chercheurs mettent au point une infrastructure matérielle et logicielle afin d’entraîner ces patients à distance par un lien internet. Puisque la MPOC est une maladie qui peut être mortelle, trois paramètres physiologiques principaux (fréquence respiratoire, la saturation en oxygène et le rythme cardiaque) doivent être surveillés en temps réel pendant l'entraînement pour assurer la sécurité des patients. L’objectif de ce projet de maîtrise est de développer deux instruments sans fil pour mesurer ces paramètres physiologiques : une ceinture de détection du rythme respiratoire et une oxymètre de pouls. Des essais ont été effectués pour évaluer la performance de ces instruments. Les résultats des essais ont montré que ces instruments fonctionnent tel que prévu. À l’aide de ces instruments, les patients MPOC pourraient être actifs pendant toute l’année et ainsi maintenir leurs capacités fonctionnelles.

L'exposition des lignes de transmission aériennes à la rigueur des conditions atmosphériques des régions froides, peut causer des contournements électriques répétitifs des isolateurs, entraînant des pannes de courant. À côté de l'impact du froid, les conditions ataiosphériques affectant la contamination des isolateurs a été également reconnu comme un autre facteur pouvant affecter considérablement la performance diélectrique des isolateurs. Cette dégradation des performances peut conduire parfois au contoumement de l'isolateur. Les sources naturelles de contamination d'isolateurs sont principalement les contaminants chimiques gazeux produits dans les régions urbaines. Les régions côtières exposées aux embruns ou aux vents très forts et polluants venant de la mer constituent une source importante de pollution des isolateurs. Cette situation conduit à la formation d'une pollution d'ions composite sur les isolateurs à haute tension pendant les périodes hivernales. L'effet combinée de la contamination et la glace accumulée a été reconnue comme l'une des causes majeures de contoumement d'isolateurs. Par conséquent, des méthodes particulières d'étude sont nécessaires pour comprendre la nature de la pollution d'ions composite dans le cadre de la modélisation du phénomène de contoumement des isolateurs en prenant en compte l'effet conjugué de la pollution et de givrage. Un modèle Statique en courant alternatif permettant de prédire la tension de contoumement des isolateurs recouverts de glace contaminée a été développé dans cette étude. Sur le plan conceptuel, le modèle est basé sur le modèle de décharge d'Obenaus qui considère un arc en série avec une résistance. Le modèle d'arc d'Ayrton a été utilisé pour rendre compte de la variation de la tension d'arc en fonction du courant de fuite. Les constantes à l'arc, ainsi que les paramètres de réallumage ont été déterminées en utilisant une modèle physique cylindriques de laboratoire. Le modèle utilise des méthodes d'identification intelligente pour déterminer les variables pertinentes associées à l'expression mathématique du phénomène de contoumement. De nouvelles approches fondées sur un estimateur des moindres carrés (Least Squares Estimator : LSE)? ainsi que des algorithmes d'apprentissages pour système d'interférence floue (Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System : ANF1S) ont été appliquées afin d'en extraire la formule mathématique de la chute de tension aux bornes de l'intervalle non franchi de l'isolateur. La formule ainsi proposée, intègre les principales variables influençant le comportement électrique de la partie résiduelle de l'isolateur recouvert de glace contaminée durant la phase de propagation de fare. En outre, l'expression mathématique proposée pour la tension résiduelle aux bornes de l'intervalle non franchi de l'isolateur a permis d'extraire la formule de calcul de la variation spatiale de la résistance résiduelle de l'intervalle non franchi. La formule dépend des principales variables telles que la conductivité de l'eau de congélation, la densité de sel déposé, le courant de fuite et la longueur de l'intervalle non franchi» Le modèle a été appliqué aux isolateurs industriels et les tensions de contoumements calculés ont été en bon accord avec ceux obtenus à partir d'essais de contournement en laboratoire.

Dans ce mémoire, il est présenté des approches de modélisation et de linéarisation des amplificateurs de puissance RF avec des données en ligne (en temps réeî). Premièrement ; il est présenté une approche de modélisation adaptative et dynamique de données en ligne, basée sur les réseaux de neurones à valeurs réelles avec des retards, afin d'obtenir dynamiquement les caractéristiques AM/AM et AM/PM des amplificateurs de puissances RF. Deuxièmement ; les caractéristiques de ce modèle d'amplificateur sont adoptées pour la linéarisation par prédistorsion adaptative du signal d'entrée en bande de base. L'architecture proposée est appropriée pour linéariser adaptativement les circuits AP présentant des effets mémoire. Au lieu d'utiliser l'architecture d'apprentissage indirect, il est proposé une prédistorsion adaptative avec données en ligne pour assurer une adaptation continue sans interrompre le processus d'émission. Les imperfections du modulateur, démodulateur et des circuits CNA/CAN seront automatiquement corrigées, puisqu'ils sont inclus dans la boucle de correction. Il est adopté la prédistorsion en bande de base qui a la capacité de corriger les distorsions à l'intérieur (EVM) et l'extérieur (ACPR) de la bande utile. Dans le cas de l'architecture d'apprentissage indirect, il faut avoir deux blocs de processeur numérique (DSP) indépendants et qui fonctionnent en même temps, un bloc pour la prédistorsion, et l'autre bloc pour l'obtention des paramètres du réseau NN. Cette méthode a des problèmes concernant les bruits présents dans les entrées/sorties du bloc de la prédistorsion. Dans l'architecture proposées dans le présent travail, il est nécessaire d'avoir un seul processeur numérique basée sur des entrées/sorties sans bruits. En utilisant cette architecture de linéarisation, il est démontré, par simulation, que quasiment 25 dB du paramètre ACPR, sont supprimés en permanence après convergence à 350 kHz de décalage de fréquence, avec un modèle avec effets mémoire pour le circuit AP. L'architecture neuronaie proposée est implantée avec le logiciel (Xilinx System Generator (XSG) for DSP) dans l'environnement Matlab/Simulink.