L'évolution des règles de construction et la généralisation des matériaux de synthèse dans les aménagements des locaux d'habitation ou professionnels ont modifié les méthodes empiriques de l'attaque du feu en espace clos ou semi-confiné. Aujourd'hui, le soldat du feu doit sans cesse adapter ses moyens et ses méthodes pour rester efficace. Durement touchée par de dramatiques accidents, la Brigade s'est appuyée sur le retour d'expérience pour redéfinir les besoins opérationnels et ainsi doter ses personnels de nouvelles protections. La veste d'intervention en cuir et l'appareil respiratoire isolant (ARI) bi-bouteilles sont remplacés par des tenues d'intervention en textile et un ARI mono bouteille. Estimant cependant que la conformité aux référentiels normatifs ne suffisait par à garantir la sécurité du porte lance lors de l'attaque du feu, la Brigade a réalisé des essais ergonomiques afin de définir les limites d'emploi des nouveaux équipements par comparaison avec celles des anciens. Les bilans comparatifs des caractéristiques intrinsèques de poids et de perméabilité des deux types d'équipement, les durées estimées d'engagement du sapeur-pompier lors de l'attaque du feu obtenues par la simulation numérique et les mesures de l'évolution des comportements physiologiques du porte lance relevées d'abord en laboratoire puis lors de manœuvres d'extinction à la " maison du feu ", dans le cadre de la loi " Huriet ", sont les principales étapes du protocole d'essais. Ces travaux ont montré que les évolutions et les caractéristiques techniques des protections individuelles de nouvelle génération augmentent le niveau général de sécurité du porte-lance, mais l'augmentation de l'autonomie respiratoire offerte par l'ARI mono bouteille (environ 1 heure) pourrait conduire à une fatigue intense, une déshydratation importante ou même un risque de coup de chaleur du porte-lance, dus à sa charge de travail et aux contraintes thermiques liées à l'ambiance d'un feu. Cette étude a permis de limiter à 25 minutes l'engagement du porte-lance à l'attaque du feu en espace clos ou semi-confiné et à proposer une phase de reconditionnement si un deuxième engagement s'avère nécessaire. Par ailleurs, elle a posé le cadre méthodologique de validation d'équipements de protection intégrant les caractéristiques physiologiques du sapeur-pompier et non pas seulement les possibilités techniques offertes par les équipements.

Ce mémoire présente un outil d'aide à la décision qui permet aux décideurs des entreprises oeuvrant dans le domaine de l'assemblage des cartes électroniques et plus spécialement celles qui oeuvrent dans la niche "Grande variété, faible volume" de choisir la technologie et le type d'aménagement des ressources sur leurs planchers de production, s'adaptant, le mieux, à leur contexte de travail. Dans le cadre d'une étude de cas, trois alternatives sont approchées soit, l'alternative 1 où nous gardons en place l'aménagement actuel des ressources sur le plancher et nous remplaçons le type de technologie existant par un autre plus adéquat, l'alternative 2 où nous gardons en place la technologie actuelle et nous changeons l'aménagement existant, et finalement l'alternative 3 où nous changeons la technologie et l'aménagement actuels. Dans le cadre des alternatives 2 et 3, nous proposons des aménagements découlant des six organisations de production suivantes: "Fonction", "Produit", "Cellulaire", "Fractale", "Holographique", et "Réseau". Chaque aménagement conçu est évalué selon des mesures de performance se résumant dans la flexibilité, la qualité, la productivité, les flux de production, le temps de passage, les temps de réglage, et autres mesures jugées pertinentes. Une analyse multicritère, concrétisée par l'analyse AHP, est mise en application afin de choisir l'aménagement s'adaptant, le mieux, à notre cas d'étude et par extrapolation aux entreprises oeuvrant dans la niche "Grande variété, faible volume" de l'industrie d'assemblage des cartes électroniques. En outre, une analyse de sensibilité est mise en oeuvre en vue de tester la robustesse de notre choix final. Les outils informatiques utilisés dans cette présente étude sont: le logiciel "Weblayout" dans lequel nous concevons et nous simulons les scénarios de la demande, le chiffrier électronique "Excel" dans lequel nous effectuons certains calculs, et enfin le logiciel "Expert Choice" dans lequel nous mettons en application l'analyse AHP ainsi que l'analyse de sensibilité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagements, Assemblage de cartes électroniques PCBA, Grande variété faible volume, Analyse multicritère AHP.

Pour fournir des équipements aux transformateurs agroalimentaires des Pays Ouest Africains (PAO), il est indispensable compte tenu des spécificités du contexte socio-technique et économique de prendre en compte leur maintenance dès les phases de conception. Une proposition a été élaborée en partant de concepts issus du génie industriel développés dans les pays du Nord, d'une analyse des pratiques traditionnelles de maintenance dans les petites unités de transformation agroalimentaire du Burkina Faso et de l'expérimentation d'un outil d'intégration de la maintenance par une équipe locale regroupant des concepteurs, des utilisateurs et des acteurs de la maintenance. Pour répondre à cet objectif, nous proposons trois outils et une démarche. Les outils sont : un modèle d'analyse et de représentation de réseau de maintenance existant, un cahier des charges permettant une capitalisation des données techniques et un ensemble de règles de conception orientées maintenance dans la lignée des outils du DFX. La démarche de conception orientée maintenance dans les PAO permet la mise en oeuvre de ces trois outils par une équipe pluricompétences. L'expérimentation au Bénin par une équipe locale de conception d'une partie de la proposition a montré son applicabilité

Le marché de l'électronique dans l'automobile est en constante augmentation. En effet, nos voitures embarquent de plus en plus d'électroniques pour améliorer notre confort, notre sécurité et même nos loisirs avec l'arrivée d'applications de type multimédia. À cela s'ajoute une nécessité pour ces fonctions de communiquer entre elles qui est toujours plus importante. Cela n'est pas sans conséquences pour les constructeurs et équipementiers de l'automobile qui assistent à un engorgement des faisceaux de câbles permettant l'échange de données entre les calculateurs, les capteurs et bien d'autres fonctions. De nouvelles architectures de réseaux et de calculateurs semblent alors nécessaires comme cela a été le cas il y a quelques années avec l'apparition des réseaux multiplexés comme le CAN et récemment le FlexRay. Dans ce travail de thèse, nous proposons d'étudier un nouveau type de réseau de communication qui ne nécessite pas l'ajout de nouveaux câbles et qui laisse présager des débits élevés: le courant porteur en ligne (CPL). Plus précisément, le CPL est un moyen de communication bien connu de l'Indoor qui permet d'utiliser le réseau électrique pour échanger des données. Ce type de réseau serait potentiellement intéressant pour des applications d'aide à la conduite et de multimédia. Dans une première partie, nous avons réalisé une étude de faisabilité qui a utilisé des modems dédiés aux communications CPL Indoor. Les standards HPAV et HD-PLC ont été testés et les résultats montrent des débits supérieurs à 10 Mbps. Ensuite, nous avons étudié plus spécifiquement le canal de propagation CPL à partir de mesures faites sur quatre véhicules. Cela nous a permis d'entreprendre une étude de caractérisation du canal: bande de cohérence, étalement des retards, bruit de fond et bruits impulsifs. Dans une deuxième partie, un travail de simulation a été réalisé afin d'étudier plus spécifiquement les performances d'une transmission multi-porteuse de type DMT. L'influence de la topologie, des points dans le réseau électrique ainsi que les scénarios (véhicule à l'arrêt, en fonctionnement, ...) ont été mis en évidence et ont confirmé les variations des débits de l'étude de faisabilité. Ensuite, nous avons cherché à optimiser deux paramètres importants dans le but de maximiser les débits: l'intervalle de garde et l'espacement entre porteuses. Il en ressort que nous pouvons augmenter l'espacement entre porteuses et réduire la taille de l'intervalle de garde comparé au standard HPAV. Enfin, nous montrons que la couche PHY d'un système CPL pour l'automobile doit être, comme l'Indoor, adaptative aux variations et à la diversité des canaux de propagation. Dans une dernière partie, nous présentons notre démonstrateur qui utilise une plateforme radio logicielle USRP2. Il est original dans sa réalisation car il permet de construire la couche PHY de manière logicielle sur un GPP. Ce principe offre une grande souplesse et la flexibilité nécessaire à un prototype. De premiers tests d'une communication CPL intra-véhicule confirment les résultats obtenus en simulation. Des mesures de débits atteignables, dans une bande de [0-12.5] MHz, ont été faites pour deux cas: voiture à l'arrêt et moteur allumé.

Le présent travail de thèse porte sur la prédiction des efforts vibratoires transmis à l'interface entre deux structures mécaniques. L'étude relève de la dynamique des structures en basses fréquences et concerne des aspects relatifs à la modélisation de couplages structuraux, notamment en présence de paramètres incertains et d'aspects expérimentaux. Les équipements automobiles actifs sont des sources vibratoires qui agissent sur la structure d'accueil (souvent le châssis) sur laquelle ils sont montés. La maîtrise, a priori, du champ vibratoire (et donc acoustique) de l'assemblage, suppose la prédiction des efforts vibratoires à l'interface équipement/structure d'accueil. Le formalisme utilisé pour décrire le couplage entre sous-systèmes permet d'établir que la recherche, dans des situations pratiques, des efforts appliqués à l'accueil est un problème inverse. Une méthode prédictive des efforts est construite et validée par une mise en œuvre expérimentale. Pour que les efforts vibratoires transmis respectent un gabarit imposé a priori, un problème d'optimisation numérique de l'interface est proposé et résolu. Il sera montré que pour l'interface ainsi optimisée, la dispersion de la norme des efforts transmis est systématiquement plus faible que pour l'interface nominale.

Dans cette thèse nous analysons l'évolution et les mutations subies par trois sous-systèmes de l'industrie de machines et équipements agricoles au sud du Brésil à travers l'analyse de certaines caractéristiques structurelles de l'articulation territoriale. Notre approche a été celle de la dynamique du territoire. C'est ainsi que nous nous sommes engagés à identifier la dynamique existante dans la création de connaissances et de technologies produites et provenant de l'extérieur. Dans le Chapitre 1 nous étudions l'origine de la discussion concernant le développement localisé dans les pays émergents, dans le but de montrer la pertinence de la littérature marshallienne pour analyser la réalité brésilienne autour de l'expérience des APLs. Dans le chapitre 2 nous couvrons un large ensemble de facteurs qui semblent pertinents pour la compréhension de la relation entre industrie et agriculture ainsi que du développement de l'industrie de machines et équipements agricoles dans la région du plateau du Rio Grande do Sul. Dans le chapitre 3 nous nous consacrons à l'étude du fonctionnement des trois sous-systèmes de la métal-mécanique (Avant-récolte, Récolte et Après-récolte) face aux stratégies des entreprises. Le chapitre 4 est consacré à l'analyse de chacun des trois sous-systèmes autour de quatre points clés : l'organisation de chaque sous-système (les différentes entreprises, les associations commerciales, industrielles et agricoles et les relations entre elles, la technologie, les stratégies d'appui à l'innovation et le marché du travail) ; l'évolution récente du développement et de la spécialisation productive et les relations avec les institutions (le Sebrae et la politique des APLs, les obstacles au développement de l'industrie dans chaque sous-système). Dans ce dernier chapitre nous mettons en relief les points communs entre les trois sous-systèmes sur les mutations et ruptures que l'industrie a connues et l'analyse de la dynamique existante dans chaque sous-système. En conclusion, nous arrivons au constat que, pour favoriser le processus de développement local, une politique d'accompagnement est plus cohérente pour prendre en compte les spécificités et les besoins de chaque territoire afin de réunir les conditions nécessaires à l'émergence des vrais facteurs d'un territoire. / This thesis concerns the evolution and mutation suffered by three subsystems of agricultural machinery industry and agricultural implements in the south of Brazil by analyzing certain cultural characteristics of articulation of territory. The approach was the territorial dynamic. The aim was to identify the dynamic which exists in the creation of knowledge and technology produced outside the territory. In chapter 1 we studied the discussion about the local development of emerging countries, with the objective to show the pertinence of the marshallian literature to analyze the Brazilian reality with the experience of the Local Productive Arranges (APLs). In chapter 2 a wide range of factors were studied to the comprehension of the relation between industry and agriculture, with the development of the machinery and agricultural implements in the plateau region of “Rio Grande do Sul – RS” - Brazil. In Chapter 3, the aim was the study of the operation of three subsystems in the metal mechanical industry in relation to the strategy of the industries. In chapter 4, each subsystem was analyzed (pre harvest, harvest and postharvest) considering four key points: A) Organization of the subsystem: the different industries and the commercial associations of industry and agricultural and their relations; B) The technology of support for innovation; C) the job market; D) The recent evolution of development and productive specialization and the relations with the institutions responsible for this segment in Brazil (Sebrae and APLs) and the obstacles to the industry development in each subsystem). In this last chapter the common points of the three subsystems about the mutation and ruptures that the industry met and the analysis of the existing dynamic in each subsystem. So, in conclusion, it was found that in order to favor the local development, a follow up is more coherent to consider the specification and the needs of each territory in order to unite to the necessary conditions to favor the arise of the essential variables of a territory.

Le maïs sucré requiert de nombreuses applications d’insecticides pour lutter contre son principal ravageur : la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) (Lepidoptera: Crambidae). La lutte biologique à l’aide de trichogrammes s’avère une alternative efficace afin de réduire l’usage excessif des pesticides dans la culture du maïs sucré. Toutefois, l’introduction manuelle des trichocartes nécessite beaucoup de temps lorsqu’elle est utilisée à grande échelle et son usage demeure marginal au Québec. La mécanisation des introductions de pupes de trichogrammes à l’aide d’un pulvérisateur à rampe constitue une solution innovatrice et avantageuse pour les producteurs agricoles. L’objectif de cette étude était de concevoir et de mettre à l’épreuve un pulvérisateur pour l’introduction de pupes de Trichogramma ostriniae (Hymenoptera: Trichogrammatidae) sous des conditions réelles au champ. Pour ce faire, des pupes de T. ostriniae ont été pulvérisées à une dose de 800 000 pupes par hectare à l’aide d’un pulvérisateur à rampe conçu au Département des sols et de génie agroalimentaire de l’Université Laval. Des trichocartes ont également été introduites à une dose de 500 000 pupes par hectare. Huit lâchers ont été effectués durant la saison 2016. Les résultats des essais au champ ont démontré une réduction du taux d’émergence des trichogrammes pulvérisés de 17,21% par rapport à celui des trichocartes. La fécondité totale et la longévité des femelles T. ostriniae n’ont pas été négativement affectées par la pulvérisation, ce qui indique que la pulvérisation n’a aucun impact sur leur qualité. Les taux de parasitisme sur les masses naturelles et sur les masses sentinelles ont été comparables pour les deux méthodes d’introduction. Dans les parcelles pulvérisées, toutes les masses naturelles dépistées à partir du cinquième lâcher ont été parasitées tandis qu’aucune masse dépistée avant le cinquième lâcher n’a été parasitée. À la récolte, les traitements par pulvérisation et par trichocartes ont permis un contrôle adéquat de la pyrale du maïs pour la saison 2016 démontrant que les doses utilisées étaient appropriées. De plus, l’introduction de pupes de trichogrammes a été 1,7 fois plus rapide que celle des trichocartes. Toutefois, le coût de pulvérisation par hectare par introduction était 30% plus élevé que celui de l’introduction manuelle de trichocartes en raison des coûts reliés aux gommes de guar et de xanthane qui composent la solution de pulvérisation. En somme, les résultats indiquent que la pulvérisation est une technique prometteuse pour une introduction efficace et viable des pupes de trichogrammes. Des recherches subséquentes sur de plus grandes parcelles avec un fort historique de pyrale du maïs sont recommandées pour optimiser davantage les paramètres de pulvérisation et ainsi rendre son utilisation plus économique. Le système de pulvérisation de pupes de trichogrammes utilisé avec succès dans la culture du maïs sucré pourrait être adapté à d’autres cultures aux prises avec la pyrale telles que celles du poivron, des haricots et de la pomme de terre. / Sweet corn requires many applications of insecticides to control its main pest: the European corn borer (Ostrinia nubilalis) (Lepidoptera: Crambidae). The biological control using Trichogramma is an effective alternative to reduce excessive use of pesticides in sweet corn. However, manual introduction of trichocards is time consuming when used at a large scale and its use remains marginal in Quebec. The mechanized introduction of Trichogramma pupae using a boom sprayer is an innovative and advantageous solution for growers. The objective of this study was to design and test a boom sprayer to introduce Trichogramma ostriniae (Hymenoptera: Trichogrammatidae) pupae under real field conditions. For this purpose, T. ostriniae pupae were sprayed at a rate of 800,000 pupae per hectare using a boom sprayer designed at the Department of Soils and Agri-Food Engineering of Université Laval. Trichocards were also introduced at a rate of 500,000 pupae per hectare. Eight releases were made during the 2016 season. Field trials results showed a reduction of 17.21% in the emergence rate of sprayed Trichogramma pupae compared to that of trichocards. Total fertility and longevity of sprayed T. ostriniae females were not negatively affected by spraying; indicating that spraying does not have any impact on their quality. The parasitism rates observed on natural and on sentinel masses were comparable for both methods. In the sprayed plots, all natural masses detected starting from the fifth release were parasitized whereas no mass detected before the fifth release was parasitized. At harvest, spray and trichocards treatments resulted in an adequate control of the European corn borer during the 2016 season. In addition, spraying was 1.7 times faster than the manual introduction of trichocards. However, the spraying cost per hectare per release was 30% higher than that of the use of trichocards due to the costs associated with the guar and the xanthan gums, the main components of the spray solution. Overall, the results indicate that spraying is a promising technique for an efficient and viable introduction of Trichogramma pupae. More research on larger plots with a strong history of European corn borer is recommended to further optimize the spraying parameters and thus make this technique more affordable. The spraying system successfully used in sweet corn could also be adapted to other crops such as pepper, beans, and potatoes to control the European corn borer.

Ce mémoire analyse de façon empirique le processus d’adoption des technologies de pointe par les PME manufacturières de la région du Bas-Saint-Laurent au Québec. Des données secondaires provenant d’une enquête par questionnaire ont été utilisées. Les résultats des analyses économétriques montrent que les ressources technologiques de la PME, sa taille, sa perception de la facilité d’utilisation de la technologie à adopter, son implication dans des réseaux de participation, et son R&D interne expliquent l’adoption de plusieurs technologies de pointe. La pratique d’une stratégie de domination par les coûts fait baisser la probabilité d’adoption de ces technologies La hiérarchisation de l’ampleur de l’impact des variables explicatives significatives indique que les réseaux de participation de la PME ont le plus d’impact sur le nombre de technologies adoptées par la PME. Ces différents résultats ont permis de dégager des implications en vue d’améliorer la gestion des technologies de pointe par les PME manufacturières.

Actuellement, il existe une forte demande de Headstage et de microsystèmes intégrés implantables pour étudier l’activité cérébrale de souris de laboratoire en mouvement libre. De tels dispositifs peuvent s’interfacer avec le système nerveux central dans les paradigmes électriques et optiques pour stimuler et surveiller les circuits neuronaux, ce qui est essentiel pour découvrir de nouveaux médicaments et thérapies contre des troubles neurologiques comme l’épilepsie, la dépression et la maladie de Parkinson. Puisque les systèmes implantables ne peuvent pas utiliser une batterie ayant une grande capacité en tant que source d’énergie primaire dans des expériences à long terme, la consommation d’énergie du dispositif implantable est l’un des principaux défis de ces conceptions. La première partie de cette recherche comprend notre proposition de la solution pour diminuer la consommation d’énergie des microcircuits implantables. Nous proposons un nouveau circuit de décalage de niveau qui convertit les niveaux de signaux sub-seuils en niveaux ultra-bas à haute vitesse en utilisant une très faible puissance et une petite zone de silicium, ce qui le rend idéal pour les applications de faible puissance. Le circuit proposé introduit une nouvelle topologie de décaleur de niveau de tension utilisant un condensateur de décalage de niveau pour augmenter la plage de tensions de conversion, tout en réduisant considérablement le retard de conversion. Le circuit proposé atteint un délai de propagation plus court et une zone de silicium plus petite pour une fréquence de fonctionnement et une consommation d’énergie donnée par rapport à d’autres solutions de circuit. Les résultats de mesure sont présentés pour le circuit proposé fabriqué dans un processus CMOS TSMC de 0,18- mm. Le circuit présenté peut convertir une large gamme de tensions d’entrée de 330 mV à 1,8 V et fonctionner sur une plage de fréquence de 100 Hz à 100 MHz. Il a un délai de propagation de 29 ns et une consommation d’énergie de 61,5 nW pour les signaux d’entrée de 0,4 V, à une fréquence de 500 kHz, surpassant les conceptions précédentes. La deuxième partie de cette recherche comprend nos systèmes de transfert d’énergie sans fil proposé pour les applications optogénétiques. L’optogénétique est la combinaison de la méthode génétique et optique d’excitation, d’enregistrement et de contrôle des neurones biologiques. Ce système combine plusieurs technologies telles que les MEMS et la microélectronique pour collecter et transmettre les signaux neuronaux et activer un stimulateur optique via une liaison sans fil. Puisque les stimulateurs optiques consomment plus de puissance que les stimulateurs électriques, l’interface utilise la transmission de puissance par induction en utilisant des moyens innovants au lieu de la batterie avec la petite capacité comme source d’énergie. / Notre première contribution dans la deuxième partie fournit un système de cage domestique intelligent basé sur des barrettes multi-bobines superposées à travers un récepteur multicellulaire implantable mince de taille 1×1 cm2, implanté sous le cuir chevelu d’une souris de laboratoire, et unité de gestion de l’alimentation intégrée. Ce système inductif est conçu pour fournir jusqu’à 35,5 mW de puissance délivrée à un émetteur-récepteur full duplex de faible puissance entièrement intégré pour prendre en charge des implants neuronaux à haute densité et bidirectionnels. L’émetteur (TX) utilise une bande ultra-large à impulsions radio basée sur des approches de combinaison, et le récepteur (RX) utilise une topologie à bande étroite à incrémentation de 2,4 GHz. L’émetteur-récepteur proposé fournit un débit de données de liaison montante TX à 500 Mbits/s double et un débit de données de liaison descendante RX à 100 Mbits/s, et est entièrement intégré dans un processus CMOS TSMC de 0,18-mm d’une taille totale de 0,8 mm2 . La puissance peut être délivrée à partir d’un signal de porteuse de 13,56-MHz avec une efficacité globale de transfert de puissance supérieure à 5% sur une distance de séparation allant de 3 cm à 5 cm. Notre deuxième contribution dans les systèmes de collecte d’énergie porte sur la conception et la mise en oeuvre d’une cage domestique de transmission de puissance sans fil (WPT) pour une plate-forme de neurosciences entièrement sans fil afin de permettre des expériences optogénétiques ininterrompues avec des rongeurs de laboratoire vivants. La cage domestique WPT utilise un nouveau réseau hybride de transmetteurs de puissance (TX) et des résonateurs multi-bobines segmentés pour atteindre une efficacité de transmission de puissance élevée (PTE) et délivrer une puissance élevée sur des distances aussi élevées que 20 cm. Le récepteur de puissance à bobines multiples (RX) utilise une bobine RX d’un diamètre de 1 cm et une bobine de résonateur d’un diamètre de 1,5 cm. L’efficacité moyenne du transfert de puissance WPT est de 29, 4%, à une distance nominale de 7 cm, pour une fréquence porteuse de 13,56 MHz. Il a des PTE maximum et minimum de 50% et 12% le long de l’axe Z et peut délivrer une puissance constante de 74 mW pour alimenter le headstage neuronal miniature. En outre, un dispositif implantable intégré dans un processus CMOS TSMC de 0,18-mm a été conçu et introduit qui comprend 64 canaux d’enregistrement, 16 canaux de stimulation optique, capteur de température, émetteur-récepteur et unité de gestion de l’alimentation (PMU). Ce circuit est alimenté à l’intérieur de la cage du WPT à l’aide d’une bobine réceptrice d’un diamètre de 1,5 cm pour montrer les performances du circuit PMU. Deux tensions régulées de 1,8 V et 1 V fournissent 79 mW de puissance pour tout le système sur une puce. Notre dernière contribution est un système WPT insensible aux désalignements angulaires pour alimenter un headstage pour des applications optogénétiques qui a été précédemment proposé par le Laboratoire de Microsystèmes Biomédicaux (BioML-UL) à ULAVAL. Ce système est la version étendue de notre deuxième contribution aux systèmes de collecte d’énergie.Dans la version mise à jour, un récepteur de puissance multi-bobines utilise une bobine RX d’un diamètre de 1,0 cm et une nouvelle bobine de résonateur fendu d’un diamètre de 1,5 cm, qui résiste aux défauts d’alignement angulaires. Dans cette version qui utilise une cage d’animal plus petite que la dernière version, 4 résonateurs sont utilisés côté TX. De plus, grâce à la forme et à la position de la bobine de répéteur L3 du côté du récepteur, la liaison résonnante hybride présentée peut correctement alimenter la tête sans interruption causée par le désalignement angulaire dans toute la cage de la maison. Chaque 3 tours du répéteur RX a été enveloppé avec un diamètre de 1,5 cm, sous différents angles par rapport à la bobine réceptrice. Les résultats de mesure montrent un PTE maximum et minimum de 53 % et 15 %. La méthode proposée peut fournir une puissance constante de 82 mW pour alimenter le petit headstage neural pour les applications optogénétiques. De plus, dans cette version, la performance du système est démontrée dans une expérience in-vivo avec une souris ChR2 en mouvement libre qui est la première expérience optogénétique sans fil et sans batterie rapportée avec enregistrement électrophysiologique simultané et stimulation optogénétique. L’activité électrophysiologique a été enregistrée après une stimulation optogénétique dans le Cortex Cingulaire Antérieur (CAC) de la souris. / Our first contribution in the second part provides a smart home-cage system based on overlapped multi-coil arrays through a thin implantable multi-coil receiver of 1×1 cm2 of size, implantable bellow the scalp of a laboratory mouse, and integrated power management circuits. This inductive system is designed to deliver up to 35.5 mW of power delivered to a fully-integrated, low-power full-duplex transceiver to support high-density and bidirectional neural implants. The transmitter (TX) uses impulse radio ultra-wideband based on an edge combining approach, and the receiver (RX) uses a 2.4- GHz on-off keying narrow band topology. The proposed transceiver provides dual-band 500-Mbps TX uplink data rate and 100-Mbps RX downlink data rate, and it is fully integrated into 0.18-mm TSMC CMOS process within a total size of 0.8 mm2. The power can be delivered from a 13.56-MHz carrier signal with an overall power transfer efficiency above 5% across a separation distance ranging from 3 cm to 5 cm. Our second contribution in power-harvesting systems deals with designing and implementation of a WPT home-cage for a fully wireless neuroscience platform for enabling uninterrupted optogenetic experiments with live laboratory rodents. The WPT home-cage uses a new hybrid parallel power transmitter (TX) coil array and segmented multi-coil resonators to achieve high power transmission efficiency (PTE) and deliver high power across distances as high as 20 cm. The multi-coil power receiver (RX) uses an RX coil with a diameter of 1 cm and a resonator coil with a diameter of 1.5 cm. The WPT home-cage average power transfer efficiency is 29.4%, at a nominal distance of 7 cm, for a power carrier frequency of 13.56-MHz. It has maximum and minimum PTE of 50% and 12% along the Z axis and can deliver a constant power of 74 mW to supply the miniature neural headstage. Also, an implantable device integrated into a 0.18-mm TSMC CMOS process has been designed and introduced which includes 64 recording channels, 16 optical stimulation channels, temperature sensor, transceiver, and power management unit (PMU). This circuit powered up inside the WPT home-cage using receiver coil with a diameter of 1.5 cm to show the performance of the PMU circuit. Two regulated voltages of 1.8 V and 1 V provide 79 mW of power for all the system on a chip. Our last contribution is an angular misalignment insensitive WPT system to power up a headstage which has been previously proposed by the Biomedical Microsystems Laboratory (BioML-UL) at ULAVAL for optogenetic applications. This system is the extended version of our second contribution in power-harvesting systems. In the updated version a multi-coil power receiver uses an RX coil with a diameter of 1.0 cm and a new split resonator coil with a diameter of 1.5 cm, which is robust against angular misalignment. In this version which is using a smaller animal home-cage than the last version, 4 resonators are used on the TX side. Also, thanks to the shape and position of the repeater coil of L3 on the receiver side, the presented hybrid resonant link can properly power up the headstage without interruption caused by the angular misalignment all over the home-cage. Each 3 turns of the RX repeater has been wrapped up with a diameter of 1.5 cm, in different angles compared to the receiver coil. Measurement results show a maximum and minimum PTE of 53 % and 15 %. The proposed method can deliver a constant power of 82 mW to supply the small neural headstage for the optogenetic applications. Additionally, in this version, the performance of the system is demonstrated within an in-vivo experiment with a freely moving ChR2 mouse which is the first fully wireless and batteryless optogenetic experiment reported with simultaneous electrophysiological recording and optogenetic stimulation. Electrophysiological activity was recorded after delivering optogenetic stimulation in the Anterior Cingulate Cortex (ACC) of the mouse. / Currently, there is a high demand for Headstage and implantable integrated microsystems to study the brain activity of freely moving laboratory mice. Such devices can interface with the central nervous system in both electrical and optical paradigms for stimulating and monitoring neural circuits, which is critical to discover new drugs and therapies against neurological disorders like epilepsy, depression, and Parkinson’s disease. Since the implantable systems cannot use a battery with a large capacity as a primary source of energy in long-term experiments, the power consumption of the implantable device is one of the leading challenges of these designs. The first part of this research includes our proposed solution for decreasing the power consumption of the implantable microcircuits. We propose a novel level shifter circuit which converting subthreshold signal levels to super-threshold signal levels at high-speed using ultra low power and a small silicon area, making it well-suited for low-power applications such as wireless sensor networks and implantable medical devices. The proposed circuit introduces a new voltage level shifter topology employing a level-shifting capacitor to increase the range of conversion voltages, while significantly reducing the conversion delay. The proposed circuit achieves a shorter propagation delay and a smaller silicon area for a given operating frequency and power consumption compared to other circuit solutions. Measurement results are presented for the proposed circuit fabricated in a 0.18-mm TSMC CMOS process. The presented circuit can convert a wide range of the input voltages from 330 mV to 1.8 V, and operate over a frequency range of 100-Hz to 100-MHz. It has a propagation delay of 29 ns, and power consumption of 61.5 nW for input signals 0.4 V, at a frequency of 500-kHz, outperforming previous designs. The second part of this research includes our proposed wireless power transfer systems for optogenetic applications. Optogenetics is the combination of the genetic and optical method of excitation, recording, and control of the biological neurons. This system combines multiple technologies such as MEMS and microelectronics to collect and transmit the neuronal signals and to activate an optical stimulator through a wireless link. Since optical stimulators consume more power than electrical stimulators, the interface employs induction power transmission using innovative means instead of the battery with the small capacity as a power source.

Ce mémoire traite de la modélisation et la simulation dynamique d'un système d'arrimage utilisé dans le transport d'équipements hors normes. L'arrimage des charges dans ce type de transport s'effectue à l'aide de chaînes que l'opérateur du véhicule appose de manière à ancrer la charge directement sur la semi-remorque. Ce projet nécessite la modélisation d'un véhicule dans le but d'effectuer des man?uvres prédéterminées. Le véhicule doit effectuer ces man?uvres dans le but d'induire des accélérations critiques au chargement. Ce projet de recherche vise à étudier la performance du système d'arrimage en terme de tension induite dans les chaînes lors de man?uvres. En effet, il est important d'assurer la sécurité de l'arrimage de telle sorte que la force engendrée dans les chaînes ne dépasse pas la limite de charge nominale prescrite par les fabricants de composantes d'arrimage. De plus, la recherche permet d'étudier différentes configurations d'arrimage dans le but d'étudier l'impact de la disposition des chaînes sur la qualité de l'arrimage.