L'objectif de cette thèse est de faciliter le diagnostic du cancer de la vessie. Durant une cystoscopie, un endoscope est introduit dans la vessie pour explorer la paroi interne de l'organe qui est visualisée sur un écran. Cependant, le faible champ de vue de l'instrument complique le diagnostic et le suivi des lésions. Cette thèse présente des algorithmes pour la création de cartes bi- et tridimensionnelles à large champ de vue à partir de vidéo-séquences cystoscopiques. En utilisant les avancées récentes dans le domaine de la minimisation d'énergies discrètes, nous proposons des fonctions coût indépendantes des transformations géométriques requises pour recaler de façon robuste et précise des paires d'images avec un faible recouvrement spatial. Ces transformations sont requises pour construire des cartes lorsque des trajectoires d'images se croisent ou se superposent. Nos algorithmes détectent automatiquement de telles trajectoires et réalisent une correction globale de la position des images dans la carte. Finalement, un algorithme de minimisation d'énergie compense les faibles discontinuités de textures restantes et atténue les fortes variations d'illuminations de la scène. Ainsi, les cartes texturées sont uniquement construites avec les meilleures informations (couleurs et textures) pouvant être extraites des données redondantes des vidéo-séquences. Les algorithmes sont évalués quantitativement et qualitativement avec des fantômes réalistes et des données cliniques. Ces tests mettent en lumière la robustesse et la précision de nos algorithmes. La cohérence visuelle des cartes obtenues dépasse celles des méthodes de cartographie de la vessie de la littérature.

L'objet de ce travail est la validation expérimentale de modèles numériques de turboalternateurs par éléments finis bidimensionnels et tridimensionnels. Cette validation concerne des régimes permanents et des régimes transitoires, tels que des courts-circuits triphasés à vide et des faux-couplages sur le réseau à 180° et à 120°. Un alternateur et son banc d'essai ont été construits. En parallèle, des modèles numériques 2D et 3D de la partie droite et des extrémités de l'alternateur d'essai ont été conçus. La comparaison des résultats obtenus par simulation numérique 2D et par calcul analytique, avec les résultats des essais de courts-circuits triphasés et de faux-couplages sur le réseau a confirmé la validité du calcul par éléments finis 2D pour l'étude des régimes transitoires des alternateurs. Par ailleurs, des relevés d'induction effectués aux extrémités de l'alternateur d'essai ont été analysés et comparés aux calculs par éléments finis 3D. Le modèle numérique 3D donne satisfaction pour les régimes permanents à vide. En outre, les limitations actuelles du calcul 3D sont apparues pour les simulations des régimes transitoires. Enfin, les résultats des essais de faux-couplages de l'alternateur sur le réseau sont présentés et analysés.

Le travail présenté dans ce mémoire traite de la problématique du dimensionnement de structures innovantes de génératrices, à savoir les machines à flux axial ou encore discoïdes, destinées aux éoliennes de grande puissance allant jusqu'à deux dizaines de mégawatts. Les machines synchrones à aimants permanents à flux axial étant intrinsèquement tridimensionnelles, l'optimisation de leur dimensionnement nécessite un modèle dimensionnant tridimensionnel et multiphysique qui peut être, de par sa nature 3D, très consommateur en mémoire et en temps de calcul. On se propose donc, dans ce mémoire, de développer une approche de modélisation par constantes localisées offrant un très bon rapport entre vitesse de calcul et précision afin d'accélérer de façon significative les premières phases de la procédure de dimensionnement. L'approche par constantes localisées peut par ailleurs s'appliquer de manière similaire aux principales physiques concernées (magnétique, thermique et mécanique). Plus particulièrement pour la partie magnétique, l'approche par constantes localisées est mise en œuvre par le biais de réseaux réluctants magnétiques génériques. Le principe de la méthode développée repose sur le découpage de la géométrie de la machine en volumes élémentaires finis parallélépipédiques à l'instar de qui est fait avec la méthode des éléments finis. En effet, chaque volume élémentaire étant modélisé par un réseau réluctant local, le découpage de la géométrie conduit à la génération automatique du système algébrique magnétique de la structure et dont la solution fournit la distribution locale du potentiel scalaire magnétique aux nœuds des volumes élémentaires. Cette approche de modélisation a été implémentée dans un code de calcul interne au GREAH. La modélisation de la génératrice à flux axial par réseaux réluctants a été validée par des simulations 2D et 3D par éléments finis. Le code de calcul développé intègrera les travaux en cours sur les modèles thermique et mécanique au GREAH afin d'aboutir à un code de calcul multi-physique par constantes localisées / The aim of this PhD thesis is to propose a design approach of the axial flux permanent magnet synchronous generator for multi megawatts wind converter application. The axial flux permanent magnet synchronous machine being intrinsically three dimensional, a 3D multiphysics sizing model is needed in order to conduct an efficient optimal design of this type of machines. Unfortunately, 3D multiphysic models are generally issued from finite element method. So, they are very heavy to be handled in a reduced time from an engineer point of view and especially at the first stages of the design procedure. In order to address the faster axial flux machine design, this PhD thesis develops a lumped parameters approach modelling offering a good computation time to precision ratio and thus helping to reduce considerably the spent time in the first stages design procedure. The lumped parameters modelling approach is also well suited for the modelling of the three main physics to be considered in an electrical generator (magnetic model, thermal model and mechanical model). For the magnetic model, the lumped parameters approach consists, in this thesis, in the development of a generic magnetic reluctance network linked to the machine geometry. In fact, the latter is divided into parallelepipedic elementary volumes, each of them is modelled by a local reluctance network. The reluctance network of the hole machine geometry results then automatically in an algebraic magnetic system, the solution of which provides the distribution of the scalar magnetic potential at the elementary volume nodes. The described lumped parameters modelling was implemented in a computational code developed at the GREAH Lab. The effectiveness of the reluctance network axial flux machine modelling was validated by 2D and 3D finite element simulations. The lumped parameters computational code will regroup the ongoing developments of thermal and mechanical models at the GREAH Lab in order to reach the completion of a mutliphysics lumped parameters computational code.

The purpose of a multi-element high lift device is to increase lift dramatically while controlling the stall limit. The fluid flow over a multi-element high lift device has been explored widely both experimentally and numerically at high Reynolds numbers (O(10^6 )). The numerical simulations use turbulence models and hence details of the flow are not yet available. Low Reynolds number (O(10^4 )) flows over high lift devices have not been explored until recently. These lower Reynolds number flows have applications in the development of small aerial vehicles. The present work discusses both two-dimensional and three-dimensional direct numer- ical simulations of fluid flow over a 30P30N three-element high lift system using a high-order spectral element method code, Nek5000, that solves the incompressible Navier-Stokes equations. The intricate geometry of the multi-element device poses a challenge for the high-order spectral element method. We study the complex flow physics in the slat cove region and the wake/shear layer interaction over a 30P30N three-element high lift device. The targeted cases are at Reynolds num- bers based on stowed chord lengths (Rec ) of 8.32 × 10^3 , 1.27 × 10^4 , and 1.83 × 10^4 at angle of attack of 4. A critical interval for Rec has previously been found between 1.27 × 10^4 and 1.38 × 10^4 in experiments. This divides the flow into two types: when Rec is below the critical interval, no roll-up is observed in the slat cove and Görtler vortices dominate the slat wake; however when the Rec is above the critical interval, a roll-up is observed in the slat cove and co-existence of streamwise and spanwise vortices is confirmed in the slat wake. We confirm the presence of the critical interval from the simulations performed at three values of Rec . Lift and drag analysis is provided along with pressure coefficient plots for each element of the multi-element airfoil. Different vortical structures are also identified in the transition of flow from two dimensions to three dimensions. The relevant validation is performed with the available experimental data.

2D to 3D reconstruction is an ill-posed problem in the field of Autonomous Robot Navigation. Many practitioners are tend to utilize the enormous success of Deep Learning techniques like CNN, ANN etc to solve tasks related to this 2D to 3D reconstruction. Generally, every deep learning model involves implementation of different optimizers related to the tasks to lower the possible negativity in its results and selection of hyper parameter values for these optimizers during the process of training the model with required dataset.Selection of this optimizer hyper-parameters requires in-depth knowledge and trials and errors. So proposing optimal hyper parameters for optimizers results in no waste in computational resources and time.Hence solution for the selected task cab found easily. The main objective of this research is to propose optimal hyper parameter values of various deep learning optimizers related to 2D to 3D reconstruction and proposing best optimizer among them in terms of computational time and resources To achieve the goal of this study two research methods are used in our work. The first one is a Systematic Literature Review; whose main goal is to reveal the widely selected and used optimizers for 2D to 3D reconstruction model using 3D Deep Learning techniques.The second, an experimental methodology is deployed, whose main goal is to propose the optimal hyper parameter values for respective optimizers like Adam, SGD+Momentum, Adagrad, Adadelta and Adamax which are used in 3D reconstruction models. In case of the computational time, Adamax optimizer outperformed all other optimizers used with training time (1970min), testing time (3360 min), evaluation-1 (16 min) and evaluation-2 (14 min).In case of Average Point cloud points, Adamax outperformed all other optimizers used with Mean value of 28451.04.In case of pred->GT and GT->pred values , Adamax optimizer outperformed all other optimizers with mean values of 4.742 and 4.600 respectively. Point Cloud Images with respective dense cloud points are obtained as results of our experiment.From the above results,Adamax optimizer is proved to be best in terms of visualization of Point Cloud images with optimal hyper parameter values as below:Epochs : 1000    Learning Rate : 1e-2    Chunk size : 32    Batch size : 32.  In this study,'Adamax' optimizer with optimal hyper para meter values and better Point Cloud Image is proven to be the best optimizer that can be used in a 2D to 3D reconstruction related task that deals with Point Cloud images

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / A novel algorithm was developed to convert raw 2-dimensional endoscope videos into 3-dimensional view. Minimally invasive surgeries aided with 3D view of the invivo site have shown to reduce errors and improve training time compared to those with 2D view. The novelty of this algorithm is that two cues in the images have been used to develop the 3D. Illumination is the rst cue used to nd the darkest regions in the endoscopy images in order to locate the vanishing point(s). The second cue is the presence of ridge-like structures in the in-vivo images of the endoscopy image sequence. Edge detection is used to map these ridge-like structures into concentric ellipses with their common center at the darkest spot. Then, these two observations are used to infer the depth of the endoscopy videos; which then serves to convert them from 2D to 3D. The processing time is between 21 seconds to 20 minutes for each frame, on a 2.27GHz CPU. The time depends on the number of edge pixels present in the edge-detection image. The accuracy of ellipse detection was measured to be 98.98% to 99.99%. The algorithm was tested on 3 truth images with known ellipse parameters and also on real bronchoscopy image sequences from two surgical procedures. Out of 1020 frames tested in total, 688 frames had single vanishing point while 332 frames had two vanishing points. Our algorithm detected the single vanishing point in 653 of the 688 frames and two vanishing points in 322 of the 332 frames.

Higher speeds and higher capacity will cause the Swedish rail network to be exposed to disturbing dynamic effects. Higher speeds cause higher vertical acceleration levels of the bridge deck. In this thesis, a numerical analysis of a three span end-frame bridge subjected to train induced vibrations is performed. The aim is to identify which structural components and boundary conditions that affect the dynamic behavior of the bridge. Furthermore, the influence of soil structure interaction (SSI) will be investigated as it may have contribution to the stiffness and damping of the structural system.  In order to capture the dynamic response of the bridge, an analysis in the frequency domain was preformed where frequency response functions (FRF) and acceleration envelopes were obtained. For this purpose, a detailed FE-model in 3D was created. Three different cases were studied, model subjected to ballast, model subjected to soil and model subjected to both ballast and soil in coherence. A high speed load model (HSLM) was used to create simulation of train passages at different speeds and applied to all cases so that the bridge deck accelerations could be studied. A simplified 2D-model with impedance functions representing the soil-structure interaction was created to validate the results from the detailed 3D-model and for practical design purposes.  The result of this numerical analysis showed that the vertical accelerations were within acceptable levels of the maximum allowed limits given in governing publications. Considering the surrounding soil, the results revealed an increase of the dynamic response in the midspan at resonant frequency. However, it was identified that this behavior is not explained by the influence of soil structure interaction but rather the change in boundary conditions of the end-shields. The same dynamic behavior was identified for the simplified 2D-model, with a slight underestimation of the vertical accelerations at resonance.

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La technologie MID (Molded Interconnect Device), fait de leur performance électrique, la flexibilitédans les circuits RF, le potentiel de réduire le nombre de composants, les étapes du processus et laminiaturisation du produit final, a conduit à de nouvelles contraintes à la RF (Radio Frequency) et ledomaine des micro-ondes. Composants moulés sont interconnectées avec des substratsthermoplastiques et les pistes conductrices sont injectés sur la surface. L'objectif de cette thèse estd'étudier la compatibilité de MID pour les applications RF. Les avantages de la technologie MID dansle domaine RF est exploitée pour les lignes de transmission, filtres passifs, coupleurs directionnels etantennes réalisation. La caractérisation RF de différents matériaux de substrat MID et l'étude de laperformance des composants RF ci-dessus sur la base de différentes technologies de fabrication MIDsont inclus dans la thèse. Enfin, le concept d'une étude d'amélioration de la permittivité de certainsthermoplastiques sont également étudiés. / MID (Molded Interconnect Devices) technology, owing to their electrical performance,flexibility in RF circuits, its potential to reduce the number of components, process steps andminiaturization of the final product, has led to some new constraints to the RF (RadioFrequency) and microwave domain. Molded components are interconnected withthermoplastic substrates and conductive traces are injected on the surface. The objective ofthis thesis is to study the compatibility of MIDs for RF applications. The advantages of MIDtechnology in the RF domain is exploited for transmission lines, passive filters, directionalcouplers and planar and 3D antennas realization. The RF characterization of various MIDsubstrate materials and the study of the performance of the above RF components based onvarious MID fabrication technologies are included in the thesis. Finally, an permittivityimprovement study of some thermoplastics are also studied.

La technologie MID (Molded Interconnect Device), fait de leur performance électrique, la flexibilitédans les circuits RF, le potentiel de réduire le nombre de composants, les étapes du processus et laminiaturisation du produit final, a conduit à de nouvelles contraintes à la RF (Radio Frequency) et ledomaine des micro-ondes. Composants moulés sont interconnectées avec des substratsthermoplastiques et les pistes conductrices sont injectés sur la surface. L'objectif de cette thèse estd'étudier la compatibilité de MID pour les applications RF. Les avantages de la technologie MID dansle domaine RF est exploitée pour les lignes de transmission, filtres passifs, coupleurs directionnels etantennes réalisation. La caractérisation RF de différents matériaux de substrat MID et l'étude de laperformance des composants RF ci-dessus sur la base de différentes technologies de fabrication MIDsont inclus dans la thèse. Enfin, le concept d'une étude d'amélioration de la permittivité de certainsthermoplastiques sont également étudiés. / MID (Molded Interconnect Devices) technology, owing to their electrical performance,flexibility in RF circuits, its potential to reduce the number of components, process steps andminiaturization of the final product, has led to some new constraints to the RF (RadioFrequency) and microwave domain. Molded components are interconnected withthermoplastic substrates and conductive traces are injected on the surface. The objective ofthis thesis is to study the compatibility of MIDs for RF applications. The advantages of MIDtechnology in the RF domain is exploited for transmission lines, passive filters, directionalcouplers and planar and 3D antennas realization. The RF characterization of various MIDsubstrate materials and the study of the performance of the above RF components based onvarious MID fabrication technologies are included in the thesis. Finally, an permittivityimprovement study of some thermoplastics are also studied.