L'autonomie énergétique est un verrou majeur au déploiement massif de réseau de capteurs sans fil dans nombreuses applications. La récupération d'énergie et son stockage constituent une voie pour améliorer cette autonomie. Dans certaines applications en environnement sévère ou nécessitant des durées de vie élevées, l'utilisation de batteries pour le stockage est prohibée. On a alors recours à du stockage sur supercondensateurs. Ce type de stockage présente des inconvénients nécessitant un compromis entre 3 facteurs : la charge rapide des supercondensateurs (capacité faible), l'énergie maximale stockée (capacité forte) et la maximisation de l'usage de l'énergie stockée (tension résiduelle basse). Pour répondre à ces critères apparemment contradictoires, nous avons proposé trois architectures de stockage auto-adaptatif. La première est composée d'une matrice de quatre supercondensateurs identiques, interconnectés par des interrupteurs, dont la capacité équivalente s'adapte à l'énergie stockée. Les deuxième et troisième architectures sont constituées de deux supercondensateurs, l'une de capacité faible et l'autre de capacité grande, la différence entre les deux architectures étant liée au nombre et type d'interrupteurs utilisés. Les architectures de stockage auto-adaptatif que nous avons proposées incluent une circuiterie de contrôle appropriée autoalimentée et permettant de faire varier la capacité apparente du dispositif. De plus, chaque architecture permet un démarrage à froid avec des supercondensateurs complètement vides. Ces trois architectures ont d'abord été optimisées en simulation puis validées expérimentalement en composants discrets. Finalement, nous avons implémenté l'architecture de stockage auto-adaptatif à deux supercondensateurs au sein d'un système de mesure sans fil complet utilisant une source de récupération d'énergie et son électronique associée pour son alimentation et montré la pertinence de cette approche de stockage reconfigurable. En termes d'efficacité d'usage de l'énergie, elles permettent d'atteindre jusqu'à 94,7% en composants discrets, valeur qui pourrait être encore améliorée en version intégrée sur silicium à la fois pour la circuiterie de contrôle et les supercondensateurs. / Energy autonomy is a major challenge in the massive deployment of wireless sensor networks in numerous applications. Energy harvesting and storage can serve as solutions to the autonomy issues. However, the harsh environment of certain applications requires a long lifetime since the use of batteries for storage is prohibited. We then resort to storage on ultra-capacitors. This type of storage has disadvantages that require a compromise between 3 factors: the fast charge of ultra-capacitors (low capacity), the maximum energy storage (strong capacity), and the maximization of stored energy utilization (low residual voltage). To meet these seemingly contradictory criteria, we propose three self-adaptive storage architectures. The first consists of a matrix of four identical ultra-capacitors, interconnected by switches, whose equivalent capacity adapts to the stored energy. The second and third architectures consist of two ultra-capacitors, one of low capacity and the other of large capacity, the difference between the two architectures being related to the number and type of switches used. The self-adaptive storage architectures that we propose include a suitable self-powered control circuitry to vary the apparent capacity of the device. In addition, each architecture allows a cold start with completely empty ultra-capacitors. These three architectures were first optimized through simulation, and then validated experimentally with discrete components. Finally, we implemented the self-adaptive storage architecture with two ultra-capacitors in a completely wireless measurement system, using an energy harvesting source and its associated electronics for its power supply, and demonstrated the relevance of this approach of reconfigurable storage. In conclusion, we deduce that the topologies can reach an efficiency of energy usage of up to 94.7% by employing discrete components, a value that could be further improved through the exploitation of a silicon integrated version for both the control circuitry and the ultra-capacitors.

Les progrès dans les domaines des véhicules autonomes, l'hybridation du groupe motopropulseur et les systèmes de transport intelligents (STI) signifient que l'automobile en tant que machine est sur le point d'être réinventée. Les trois domaines technologiques sus-cités ont ouvert des portes sur des avancées possibles au niveau de l'amélioration de la sécurité routière et de l'efficacité énergétique des véhicules qui étaient auparavant limitées en raison de plusieurs facteurs, comme les capacités de détection et de puissance de calcul. Dans ce contexte, un contrôleur de la dynamique longitudinale du véhicule électrique est mis au point et étudié de façon à réaliser un compromis entre sécurité et efficacité du véhicule. Ce système est appelé Smart And Green Adaptive Cruise Control (SAGA).Le développement de cette fonction est basée sur l'optimisation de l'énergie ainsi que sur des stratégies de régénération d'énergie en respectant les contraintes des composants du groupe motopropulseur comme la charge de la batterie, la capacité de freinage du moteur et de la situation courante dans le trafic routier. Dans ce processus, des techniques d'optimisation comme la programmation dynamique et la stratégie de minimisation de la consommation d'énergie équivalente (ECMS) sont utilisés. Utilisant des modèles d'énergie du véhicule et des modèles cinématiques intégrés sur Matlab-Simulink, ce travail de thèse évalue les avantages et les limites de l'utilisation de la fonction SAGA pour diverses topologies de véhicules pour différents scénarios de trafic. / The progress in the fields of autonomously driven vehicles, powertrain hybridization and Intelligent transportation systems (ITS) means that the automobile as a machine, is on the verge of reinvention. The aforementioned three fields of technologies have opened doors to advanced opportunities in improvement of safety and efficiency of vehicles which were earlier limited due to several factors like sensing capacities and computational power.In this context, a vehicle longitudinal motion controller is developed and investigated which will actively balance vehicle safety and efficiency. It is named as the Smart and Green Adaptive Cruise Control System (SAGA). Development of this function is based on optimization of energy supply as well as energy regeneration strategies with respect to powertrain component constraints like battery charge acceptance, motor braking capacity and traffic situation. In this process, optimization techniques like Dynamic programming and Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS)are used. Using vehicle energy and kinematic models built in Matlab-Simulink platform, this dissertation evaluates the advantages and limitations of using SAGA function for various vehicles topologies and in different traffic scenarios.

The adaptation of marketing has led brands to connect with the clients through the usage of theiremotions, understanding the joy or sadness an element can create in a customer, which increasesthe possibility of a recognized experience.To analyze the effects that emotions can create in customers, the usage of Duolingo’s case studywas implemented, the understanding of their new strategy used on TikTok, allowed this studyto analyze the results of such adaptations in generation Z, as the main target through the TikTokplatform.Interviews were used in this study to collect data from the public and understand the value ofemotional marketing to make buying decisions.The conclusion of this thesis resulted in the lack of development that Duolingo’s emotionalmarketing has to this day, due to missing information about the brand and the product. Thisthesis identified that the results are between positive and negative depending on the backgroundfrom the customer, since those having previous knowledge about the company appreciate betterthe usage of joy or sadness, different from users that were not able to identify the company.This analysis aims to help other companies that are looking to adapt through social media, byunderstanding how their competitor have done previous marketing campaigns, teaching themto not repeat the same mistakes.

In the United States, the number of visually impaired and blind Americans will rise drastically as the population continues to age; and, yet little is known about how the impact of blindness affects an individual when it comes to the experience of food provisioning and preparation. This thesis presents the study of how the blind and the visually impaired experience food provisioning and preparation. It explores how modern technology and sensory training help these groups of people traverse kitchen and grocery store environments. In thematically organized chapters, this thesis examines sensory education, nutrition and food related obstacles. This is the first study in the United States in which the experience of food provisioning, preparation of food, and consumption of food are described from the perspective of Blind and Visually Impaired Americans. In this qualitative study, food experience and the eating choices of the blind and visually impaired Americans were examined. Influential factors on the experience of food were also explored.

This document presents the results of the master thesis conducted from April 2019 to October 2019 under the direction of CNES engineer Eric Bourgeois, as part of the KTH Master of Science in Aerospace Engineering curriculum. Within the framework of development studies for the Callisto demonstrator, this master thesis aims at studying and developing possible guidance strategies for the boosted landing. Two main approaches are described in this document : • Adaptive pseudo-spectral interpolation • Convex optimization The satisfying results yielded give strong arguments for choosing the latter as part of the Callisto GNC systems and describe possible implementation strategies as well as complementary analyses that could be conducted. / Denna rapport presenterar resultaten av ett examensarbete som genomfördes från april till oktober 2019 under ledning av CNES-ingenjören Eric Bourgeois, som en del av en masterexamen i flyg- och rymdteknik från KTH, Kungliga tekniska högskolan. Inom ramen för utvecklingsstudier för bärraketen Callisto syftar detta arbete att studera och utveckla möjliga reglerstrategier för Callistos landing som kontrolleras med raketer. Två huvudsakliga metoder beskrivs: • Adaptiv pseudospektral interpolering • Konvex optimering Resultaten ger starka argument för att välja den senare av dessa två metoder för Callistos reglersystem och beskriver möjliga implementeringsstrategier samt vilka kompletterande analyser som bör genomföras

Ce mémoire est consacré à l'étude de la modulation adaptative dans le contexte de communications sans fil à large bande utilisant la modulation OFDM. Cette étude est plus particulièrement centrée sur l'analyse des performances et sur l'implantation matérielle d'un modèle de système de modulation adaptative multiporteuses qui incorpore plusieurs éléments d'un système qui serait utilisé de façon pratique. Un survol des communications sans fil à large bande et de la modulation adaptative est tout d'abord fait. Un modèle de chaîne de communications utilisant la modulation adaptative multiporteuses est ensuite proposé. Ce modèle tient compte de certains phénomènes imputables à l'utilisation d'un système pratique tels que les délais de traitement et de feedback, l'estimation de canal et les erreurs dans le canal de feedback. L'impact de ces phénomènes est étudié à partir des performances obtenues. Une architecture matérielle pour une chaîne de modulation adaptative est ensuite étudiée. Cette architecture proposée est ensuite implantée en utilisant une technologie FPGA. Les performances de l'implantation matérielle de la chaîne sont ensuite obtenues par simulation accélérée par matériel.

L’optique adaptative est une technologie s’intégrant de plus en plus à de nombreuses applications, de la capture d’images astronomiques à la transmission de données en télécommunication, tout en passant, par exemple, par l’amélioration des diagnostics en ophtalmologie. Son atout principal réside dans un miroir déformable lui permettant d’améliorer un signal dégradé par des perturbations. Il existe une grande variété de miroirs déformables. Certains ont une surface continue ; d’autres sont segmentés. Toute une batterie de techniques sont employées pour déformer et contrôler leur surface : des systèmes hydrauliques, piézoélectriques, électrostatiques et magnétiques ont été développés au fil des dernières années. Les derniers nés durant cette évolution technologique sont les miroirs ferrofluidiques. Les miroirs ferrofluidiques ont de nombreux points forts. Outre leur faible coût de conception, ils ont la capacité de fournir de grandes amplitudes (de l’ordre du millimètre) de déformation sous l’influence d’une combinaison de champs magnétiques. Ces miroirs sont développés et étudiés au sein des laboratoires du COPL à l’université Laval. Ils sont l’objet principal sur lequel s’appliquera le présent travail. Actuellement, le nombre sans cesse croissant des actionneurs oblige le développement de méthodes optimales de contrôle. Selon le domaine d’application, une image ou un signal capté nécessitera une dizaine, voire plusieurs centaines de corrections par seconde. Il est donc important que les calculs se fassent rapidement. D’autre part, ce nombre croissant d’actionneurs amène la question de la meilleure stratégie à suivre pour le contrôle optimal de la surface du miroir. Doit-on se restreindre à l’utilisation d’un unique contrôleur ou, au contraire, à en multiplier leur nombre au point que chaque actionneur possédera son propre contrôleur ? Quelle que soit la stratégie déployée, la phase de calibration est une étape clé. Pour un contrôleur en optique adaptative, elle est assez simple même si elle s’avère parfois longue lors de la recherche des paramètres optimaux. Quelle est la meilleure méthode pour calibrer le contrôleur ? Une calibration automatisée est-elle envisageable ? Peut-on espérer que le contrôleur évolue et s’adapte si les conditions ambiantes changent et cela sans intervention humaine ? Plus en avant, les questions suivantes concernent la mise en application de la stratégie : est-elle aisément applicable ? Sous quelles conditions ? Y aura-t-il des limitations ? Si oui, sont-elles significatives ? Sont-elles insurmontables ? Le présent travail tente de répondre à ces questions dans le cadre du contrôle de miroirs ferrofluidiques, quel que soit le contexte de l’utilisation d’un tel miroir. L’objectif final est de développer un contrôleur évolutif et optimal capable de gérer un système équipé aussi bien de quelques dizaines d’actionneurs que de plusieurs centaines, et s’ajustant de lui-même aux conditions environnementales sans cesse en évolution. / Adaptive optics is an evolving technology and integrated part of many applications. Its contributions extend from the astronomical imaging to the data transmission in telecommunications domain including the improvement of ophthalmologic diagnostics. Its main asset consists of its deformable mirrors and, thus, its ability to correct a signal degraded by random perturbations. There are many kinds of deformable mirrors. These with a continuous surface and also with several segments. A great variety of methods exists to control the surface geometry: hydraulics, piezoelectric, electrostatic and magnetic systems have been developed in the last years. The most recent creation in adaptive optics is the ferrofluidic mirror. The ferrofluidic mirrors have many advantages. First, their manufacturing cost is very low. Moreover, a simple combination of magnetic fields is required to modify the shape of their surface and can give strong amplitudes of deformation (about millimeter). These mirrors are developed and studied in the COPL laboratory of Université Laval where they are the main target of the actual work. Nowadays the constant increasing number of actuators decrees the development of optimized methods to control deformable mirrors. A captured image or signal can require from some tens to several hundreds of Hertz to be corrected. The calculations must be at their fastest. On other hand, the increasing number of actuators raises a question about what strategy to deploy for getting the best control on the surface of deformable mirrors. Do we use a single controller for all the actuators? Or on the contrary do we need to equip each actuator with a dedicated controller? For any chosen strategy, the most important step is the calibration phase. In adaptive optics, this procedure is quite simple even though it sometimes takes a long time for finding the optimized parameters. What is the best method to calibrate a controller? Is an automatic calibration possible? Can we develop an evolving controller able to adapt to environmental variations without human action. There is some interrogation about the best way to apply th strategy. Can it be more efficient? Are there any limitations? If so, can we solve them? The subject of this document is to answer the previous questions regarding ferrofluidic mirrors. The final purpose of this work is to develop an evolving and optimized controller able to manage systems with several tens as well as several hundreds of actuators and, also, adapt itself to variations of surrounding conditions.

The shift towards electric transportation on a global scale is being primarily driven by regulatory requirements and market demand. The impact of the COVID-19 pandemic on air pollution, energy demand, and CO2 emissions has further accelerated this transition. This transformation necessitates the development of efficient electric propulsion systems, particularly for commercial vehicles. These systems not only have a positive environmental impact but also offer significant financial advantages to fleet owners due to lower overall costs. One of the major challenges in this transition is the design and calibration of regenerative braking strategies, especially for commercial vehicles that exhibit significant variations in weight. This weight difference between curb and gross vehicle weight is a common scenario in the commercial vehicle sector. This thesis introduces the Adaptive One-Pedal Drive (A-OPD) strategy, which is specifically tailored for electric commercial vehicles with varying weight profiles and lacking advanced drive-by-wire braking systems. The thesis focuses on the development and accurate assessment of a model-centric approach for electrified propulsion systems. This approach establishes a strong correlation between the model and physical data, demonstrating its reliability in estimating critical variables such as battery state-of-charge, battery terminal voltage, system high-voltage DC, and wheel torque, even under diverse driving conditions. This model-centric approach serves as a valuable tool for optimizing design and conducting tradeoff analyses, enabling efficient evaluation of energy efficiency and drivability. Selecting the most suitable electrified propulsion system architecture is a crucial decision. The thesis categorizes electrified propulsion system architectures based on their impact on vehicle performance, energy consumption, and total cost of ownership. This selection process involves a multidisciplinary approach that takes into account both technical and business requirements. The central research focus of this thesis centers on regenerative braking systems. It compares series and parallel configurations, traditional one-pedal-drive (OPD), and introduces an innovative Adaptive One-Pedal Drive (A-OPD). The A-OPD relies on vehicle running mass identification using the Recursive Least Square Filter (RLS) and weight classification. This A-OPD strategy significantly enhances energy efficiency in urban traffic scenarios, even when vehicles are partially loaded. It outperforms parallel regenerative braking systems by up to 50% while maintaining performance levels similar to the series regenerative braking strategy. This innovation represents a significant leap in energy efficiency for electric commercial vehicles without the need for complex electronic braking systems. In summary, this thesis advances our understanding of optimizing the performance of electric commercial vehicles. The A-OPD strategy proves to be a practical and valuable tool for enhancing energy efficiency, particularly in dense urban traffic, and it outperforms parallel regenerative braking systems. Utilizing model-in-the-loop and driver-in-the-loop simulations, this thesis offers a comprehensive framework for designing efficient electrified propulsion system architectures. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Cette thèse présente un nouveau type de système optique, un imageur à grandissement localisé. L'idée derrière ce dernier est de modifier en temps réel la distorsion à l'aide d'un composant optique actif qui est positionné loin des pupilles pour permettre de modifier chaque champ local de façon individuelle. Avec la bonne déformation de la surface active, on peut alors créer des zones de l'image avec un grandissement augmenté. De plus, si l'on désire conserver le champ de vue total constant, il est possible d'y parvenir en combinant ces zones d'intérêt à des zones de redressement où le grandissement est diminué. Pour bien comprendre comment se comportent ces systèmes avec beaucoup de distorsion, une analyse des erreurs de surface est d'abord présentée. On y conclut que ces lentilles ont des particularités qui compliquent leur conception et leur tolérancement. On obtient lors de cette analyse une équation reliant le déplacement dans le plan image en fonction des défauts de fabrication sur la surface frontale. De cette équation, on comprend qu'un des paramètres importants lors du tolérancement de ces systèmes est la longueur focale locale, définie comme étant la dérivée de la position dans le plan image par rapport à l'angle du champ de vue. Cela permet de conclure que dans la conception de ce type de lentilles, des tolérances plus serrées doivent être choisies dans certaines parties de la surface, contrairement à un critère de qualité unique partout sur la surface comme la norme actuelle le propose. Ensuite, à partir de ces résultats du déplacement dans le plan image par rapport à une erreur donnée, un concept d'imageur à grandissement localisé est développé. Tout d'abord, les équations de base pour ce type d'imageur sont obtenues. On peut y conclure qu'en première approximation, c'est le produit de la courbure z" sur la surface déformable par la distance L0 entre la surface et la pupille d'entrée du reste de l'imageur qui détermine le rapport de grandissement local que l'on peut obtenir. De ces équations, on définit également des limites fondamentales sur l'amplitude que le composant déformable doit produire et sur le f/# qui conserve la qualité d'image à un niveau acceptable. À partir de ces résultats, des simulations à l'aide du logiciel ZEMAX sont effectuées, confirmant ainsi les paramètres obtenus mathématiquement. Ces simulations conduisent finalement à un prototype expérimental utilisant un miroir déformable ferrofluidique comme surface active. Avec une distance focale originale de f0 = 12.5 mm et une distance Lo = 220 mm, des résultats expérimentaux avec un système pouvant produire des rapports de grandissement supérieurs à 3 dans une zone d'intérêt sont présentés et analysés. Bref, s'il est possible de vaincre les limites fondamentales, cet imageur à grandissement localisé a le potentiel de révolutionner certains domaines d'imagerie grâce à ses capacités originales en conception optique.

Dans ce mémoire, nous étudions un problème de tournées de véhicules dans lequel une flotte privée de véhicules n’a pas la capacité suffisante pour desservir les demandes des clients. Dans un tel cas, on fait appel à un transporteur externe. Ce dernier n’a aucune contrainte de capacité, mais un coût est encouru lorsqu’un client lui est affecté. Il n’est pas nécessaire de mettre tous les véhicules de la flotte privée en service si cette approche se révèle plus économique. L’objectif consiste à minimiser le coût fixe des véhicules, puis le coût variable de transport et le coût chargé par le transporteur externe. Notre travail consiste à appliquer la métaheuristique de recherche adaptative à grand voisinage sur ce problème. Nous comparons nos résultats avec ceux obtenus précédemment avec différentes techniques connues sur les instances de Christofides et celles de Golden. / In this master thesis, we study a vehicle routing problem in which a private fleet does not have sufficient capacity to serve all customers. Therefore, an external common carrier is required. The external common carrier has no constraint of capacity, but there is a cost when a customer it assigned to it. It is not necessary for all the vehicles of the private fleet to be used. The objective is to minimize the sum of the fixed cost of the private fleet, the variable routing cost and the external carrier cost. Our work applies the adaptative large neighborhood search metaheuristic on this problem. We compare our results with those obtained previously with different well-known techniques on the benchmark instances of Christofides and Golden.