Titre de l'écran-titre (visionné le 4 mars 2024) / La croissance des achats de produits agroalimentaires en ligne, propulsée par la pandémie de la COVID-19, a été accompagnée par une demande accrue des emballages, suscitant des préoccupations à la fois sanitaire et environnemental. L'emballage se doit de protéger le produit et de conserver son intégrité tout en ayant le moindre impact possible sur l'environnement. Bien que l'emballage joue un rôle crucial dans la perception et le comportement d'achat des consommateurs, peu d'études ont examiné l'arbitrage opéré entre ses attributs sanitaire et environnemental, surtout dans le contexte particulier d'une pandémie mondiale. Ce mémoire explore alors cette lacune en utilisant un modèle d'expérience de choix discrets pour analyser les préférences des consommateurs québécois en matière d'emballage pour les repas prêts-à-manger commandés en ligne. Les résultats montrent une préférence marquée pour l'aspect sanitaire de l'emballage et une sensibilité variable à l'attribut environnemental selon l'âge. Particulièrement, la tranche d'âge 18-34 ans se distingue par son intérêt accru pour les caractéristiques environnementales de l'emballage. Cette étude offre des perspectives éclairantes pour les acteurs du commerce électronique agroalimentaire, mettant en lumière la complexité des attentes des consommateurs vis-à-vis des défis sanitaires et environnementaux liés à l'emballage.

La cybersécurité est un enjeux qui affecte de plus en plus une multitude d'industrie. L'industrie de l'automobile est particulièrement affectée par ces risques puisque les véhicules modernes utilisent de plus en plus d'unités de contrôle électronique (ECU) pour accomplir les différentes fonctionnalités d'un véhicule. Ainsi, la cybersécurité représente des enjeux importants à ces systèmes puisque plusieurs de ces derniers assurent la sécurité physique des conducteurs, des passagers et des personnes avoisinantes au véhicule. Ce mémoire présente une nouvelle architecture de simulateur Hardware-in-the-loop (HIL) pour des applications de tests et d'évaluation de la cybersécurité des ECU de véhicules. Ainsi, une revue de littérature des différentes architectures typiques de simulateur HIL est effectuée. Cette revue a pour but de déterminer les caractéristiques pertinentes des simulateurs HIL pour ECU de véhicules pour des applications de tests de cybersécurité. Par la suite, une architecture de simulateur HIL est proposée et implémentée. L'architecture est composée d'un module qui effectue la prédiction du comportement du véhicule, de trois modules qui permettent de simuler les différentes composantes d'un véhicule et de l'ECU à l'étude dans le simulateur. Les résultats de quelques simulations sont présentés afin de permettre une comparaison entre les résultats obtenus en simulation et des données obtenues suite à une prise de lecture sur un camion. Également, une cyberattaque est effectuée sur un ECU de système de freinage antiblocage (ABS) afin de présenter un exemple de tests de cybersécurité qu'il est possible d'effectuer à l'aide du simulateur proposé. Finalement, une architecture d'interrupteur matriciel pouvant être utilisé comme étage intermédiaire entre un ECU et le reste d'un simulateur HIL est présentée. L'interrupteur matriciel permettrait de maximiser la versatilité d'un simulateur HIL pour plusieurs ECU. Un interrupteur matriciel à plus petite échelle est implémenté comme preuve de concept pour l'architecture proposée. Plusieurs résultats sont présentés pour mettre en évidence que les caractéristiques de l'architecture proposée sont adéquates pour une application dans un simulateur HIL pour ECU de véhicule. / Cybersecurity is an issue that increasingly affects a multitude of industries. The automotive industry is particularly affected by these cybersecurity risks as modern vehicles use more and more electronic control units (ECU) to accomplish a variety of functions in vehicles. Thus, the cybersecurity of these systems are an important aspect to consider as many of them ensure the physical safety of drivers, passengers and the people in the vicinity of the vehicle.This thesis presents an architecture for a new Hardware-in-the-Loop (HIL) simulator for applications in cybersecurity testing for vehicle ECUs. A state of the art review of the different typical architectures for HIL simulators in the automotive industry is presented. This review aims to determine the relevant characteristics for HIL simulators for cybersecurity testing of vehicle ECUs. Afterwards, an architecture for a HIL simulator is proposed and implemented. The architec-ture is composed of a module which predicts the behavior of the vehicle, three modules that enable the simulation of the vehicle's components and the ECU studied in the simulator. The results of some simulations are presented to compare the results obtained on the proposed HIL simulator and results measured directly on a real truck. Additionally, an example of acyberattack is performed on an anti-lock braking system’s (ABS) ECU in order to present the cybersecurity testing capabilities of the proposed simulator. Finally, a matrix switch architecture designed to be used as an intermediate stage between anECU and a HIL simulator is presented. The matrix switch would maximize the versatility of a HIL simulator for multiple ECUs. A small scale matrix switch is implemented as a proof of concept for the proposed architecture. Several results are presented to demonstrate that the characteristics of the proposed matrix switch architecture are adequate for applications witha HIL simulator for vehicle ECU testing.

Nous abordons dans cette thèse la problématique liée à la modélisation d'environnements urbains virtuels pour des fins de simulation de la mobilité. En premier lieu, nous proposons une nouvelle approche de conception d'un Environnement Urbain Virtuel (EUV) permettant une modélisation multi-échelle grâce à l'utilisation d'un patron de conception qui met en relation les lieux d'activité et les différents réseaux de transport. Dans ce patron, une notion simple de desserte nous permet de modéliser à la fois l'accès à des lieux, le transfert modal et le changement d'échelle. Ce patron peut être spécialisé dans diverses structures à diverses échelles (macro, méso, micro, etc.). Nous formalisons l'EUV en utilisant la théorie des graphes, ce qui permet une implantation rigoureuse de ces concepts, tout en tenant compte des principales fonctions classiquement utilisées pour la simulation des parcours dans les réseaux de transports. En second lieu, nous proposons une démarche pour enrichir l'EUV avec les données de la population qui l'occupe afin d'aboutir à l'Environnement Urbain Peuplé (EUP). Le modèle de l'EUP regroupe alors à la fois la demande et l'offre en transports. Notre démarche réduit le problème en deux sous-problèmes semblables mais qui se traitent différemment: 1) l'allocation des attributs non spatiaux (donc la génération de la population synthétique) en combinant une approche de reconstruction synthétique avec un algorithme d'apprentissage non supervisé et 2) l'allocation des attributs spatiaux (donc l'assignation des lieux d'occupation) en combinant une approche de prédiction des temps de parcours (avec l'utilisation potentielle d'un algorithme d'apprentissage supervisé) avec un algorithme d'appariement dans un graphe biparti et pondéré. Au niveau de la validation, en plus des méthodes statistiques qui existent pour mesurer la vraisemblance d'une population synthétique, nous proposons une série de validations unitaires devant se faire au moment même de la création de l'EUP. Nous présentons TransNetSim, la plateforme de simulation multi-agent des déplacements que nous avons développée et qui tire partie de tous les avantages de notre modèle de l'EUP. En comparant TransNetSim par rapport à des outils existants, nous montrons qu'il regroupe un ensemble de caractéristiques qui font de lui un prototype prometteur. Particulièrement, le principe de la matrice de routage dans laquelle on compile tous les chemins optimaux en prétraitement offre un grand apport au niveau de la faisabilité computationnelle de l'approche multi-échelle. L'utilisation de la plateforme a été illustrée par la simulation du trafic de véhicules dans la ville de Québec à une échelle méso et dans le campus universitaire à une échelle micro. Finalement, nous montrons comment l'utilisation d'outils SOLAP permet d'une façon simple et efficace d'analyser et de calibrer les résultats de nos simulations (génération de la population synthétique, données résultant de la simulation du trafic).

Depuis leur introduction, les téléphones intelligents n’ont cessé d’évoluer. Ceux-ci intègrent généralement plusieurs composantes utiles (i.e. caméra numérique, récepteur GPS, accéléromètres, boussole numérique et plus récemment le gyroscope) pour des applications de Réalité Augmentée Mobile (RAM). Ce type d’application génère beaucoup d’intérêt auprès du grand public qui se voit offrir une nouvelle manière d’explorer son environnement. Afin d’obtenir une forte augmentation de la réalité en termes d’immersion de l’utilisateur et des interactions qui lui sont proposées, ces applications de RAM requièrent généralement un modèle 3D de l’environnement. Ce modèle 3D peut alors être exploité selon trois finalités différentes au sein de l’application de RAM qui sont : 1) gérer les occlusions; 2) aider au calcul de la pose (position/orientation) de la caméra de l’utilisateur; 3) supporter les interactions et l’augmentation de la réalité. Cependant, ces modèles 3D ne sont pas toujours disponibles à l’endroit où l’on souhaite augmenter la réalité ce qui nuit au déploiement des applications de RAM n’importe où et n’importe quand. Afin de surmonter cette contrainte, le présent projet de maîtrise a consisté à concevoir une chaîne de production de modèles 3D adaptée au contexte des applications de RAM dites fortement augmentées et facilement exploitable directement sur les lieux ciblés pour l’augmentation. La chaîne de production élaborée a été implantée sur la plateforme de l’iPhone 3G puis évaluée selon des critères d’exactitude, de rapidité, d’intuitivité et d’efficacité de l’augmentation résultante. Les résultats de cette évaluation ont permis de mettre en évidence la possibilité de modéliser en 3D un bâtiment simplement tout en atteignant une exactitude sous les 5 mètres en environ 3 minutes à l’aide d’un appareil de type téléphone intelligent. / Recently, a new genre of software applications has emerged allowing the general public to browse their immediate environment using their smartphone: Mobile Augmented Reality (MAR) applications. The growing popularity of this type of application is triggered by the fast evolution of smartphones. These ergonomic mobile platforms embed several pieces of equipment useful to deploy MAR (i.e. digital camera, GPS receiver, accelerometers, digital compass and now gyroscope). In order to achieve a strong augmentation of the reality in terms of user’s immersion and interactions, a 3D model of the real environment is generally required. The 3D model can be used for three different purposes in these MAR applications: 1) to manage the occlusions between real and virtual objects; 2) to provide accurate camera pose (position/orientation) calculation; 3) to support the augmentation and interactions. However, the availability of such 3D models is limited and therefore preventing MAR application to be used anywhere at anytime. In order to overcome such constraints, this proposed research thesis is aimed at devising a new approach adapted to the specific context of MAR applications and dedicated to the simple and fast production of 3D models. This approach was implemented on the iPhone 3G platform and evaluated according to precision, rapidity, simplicity and efficiency criteria. Results of the evaluation underlined the capacity of the proposed approach to provide, in about 3 minutes, a simple 3D model of a building using smartphone while achieving accuracy of 5 meters and higher.

Ce mémoire a comme objectif de prédire les performances d’une turbine modèle de type bulbe à l’aide de simulations numériques RANS k-ε. Tout d’abord, par des simulations numériques, on valide les éléments de la méthodologie les plus susceptibles d’influencer la qualité des résultats. Par la suite, on obtient la colline de rendement numérique et on analyse l’effet du jeu de bout d’aube ainsi que des jeux au moyeu sur la prédiction de performance. Les résultats indiquent que la colline de rendement numérique se compare bien à la littérature portant sur les turbines bulbes. On montre, de plus, que tenir compte du jeu de bout d’aube dans la simulation numérique diminue de manière significative le rendement prédit. L’impact des jeux au moyeu est cependant négligeable sur la prédiction de performance de la turbine. Finalement, une modification de l’aspirateur est proposée pour la suite du projet entrepris par le consortium de recherche.

Les systèmes flottants de production, stockage et de déchargement (FPSO) ont été introduits dans les secteurs d'exploitation des hydrocarbures offshore en tant qu'outils facilement déplaçables pour l’exploitation de champs de pétrole et de gaz de petites ‘a moyenne tailles ou lorsque ceux-ci sont éloignés des côtes ou en eaux profondes. Ces systèmes sont de plus en plus envisagés pour les opérations de traitement et de raffinage des hydrocarbures à proximité des sites d'extraction des réservoirs sous-marins en utilisant des laveurs et des réacteurs à lit fixe embarqués. De nombreuses études dans la littérature pour découvrir l'hydrodynamique de l'écoulement polyphasiques dans des lits garnis ont révélé que la maîtrise de tels réacteurs continue d’être un défi quant à leur conception /mise à l'échelle ou à leur fonctionnement. De plus, lorsque de tels réacteurs sont soumis à des conditions fluctuantes propres au contexte marin, l'interaction des phases devient encore plus complexe, ce qui entraîne encore plus de défis dans leur conception. Les travaux de recherche proposés visent à fournir des informations cruciales sur les performances des réacteurs à lit fixes à deux phases dans le cadre d'applications industrielles flottantes. Pour atteindre cet objectif, un simulateur de mouvement de navire de type hexapode avec des mouvements à six degrés de liberté a été utilisé pour simuler les mouvements des FPSO tandis que des capteurs à maillage capacitif (WMS) et un tomographe à capacitance électrique (ECT) couplés avec le lit garni ont permis de suivre en ligne les caractéristiques dynamiques locales des écoulements diphasiques. L'effet des inclinaisons et des oscillations de la colonne sur le comportement hydrodynamique des lits garnis biphasiques a été étudié, puis les résultats ont été comparés à leurs analogues terrestres correspondants (colonne verticale immobile). De plus, des stratégies opérationnelles potentielles ont été proposées pour atténuer la maldistribution des fluides résultant des oscillations du lit ainsi que pour intensifier le processus de réactions dans les réacteurs à lit fixe. Parallèlement aux études expérimentales, un modèle Eulérien CFD transitoire 3D a été développé pour simuler le comportement hydrodynamique de lits garnis polyphasiques sous des inclinaisons et des oscillations de colonnes. Enfin, pour compléter le travail expérimental, une étude systématique a été réalisée pour étudier les performances de capture de CO2 à base d'amines d’un laveur à garnissage (en vrac et structuré) émulant une colonne à bord des ... / Floating production storage and offloading (FPSO) systems have been introduced to offshore hydrocarbon exploitation sectors as readily movable tools for development of small or remote oil and gas fields in deeper water. These systems are increasingly contemplated for onboard treatment and refining operations of hydrocarbons extracted from undersea reservoirs near extraction sites using embarked packed-bed scrubbers and reactors. Numerous efforts in the literature to uncover the hydrodynamics of multiphase flow in packed beds have disclosed that such reactors continue to challenge us either in their design/scale-up or their operation. Furthermore, when such reactors are subjected to marine conditions, the interaction of phases becomes even more complex, resulting in further challenges for design and scale-up. The proposed research aims at providing important insights into the performance of two-phase flow packed-bed reactors in the context of floating industrial applications. To achieve this aim, a hexapod ship motion simulator with six-degree-of-freedom motions was employed to emulate FPSO movements while capacitance wire mesh sensors (WMS) and electrical capacitance tomography (ECT) coupled with the packed bed scrutinized on-line and locally the two-phase flow dynamic features. The effect of column tilts and oscillations on the hydrodynamic behavior of multiphase packed beds was investigated and then the results were compared with their corresponding onshore analogs. Moreover, potential operational strategies were proposed to diminish fluid maldistribution resulting from bed oscillations as well as for process intensification of heterogeneous catalytic reactions in packed-bed reactors. In parallel with the experiment studies, a 3D transient Eulerian CFD model was developed to simulate the hydrodynamic behavior of multiphase packed beds under column tilts and oscillations. Ultimately, a systematic experimental study was performed to address the amine-based CO2 capture performance of packed-bed scrubbers on board offshore floating vessels/platforms. Apart from gaining a comprehensive knowledge on the influence of translational and rotational movements on multiphase flows in porous media, oil and gas sectors and ship industry would benefit from the results of this work for design and scale-up of industrial reactors and scrubbers. / Unité flottante de production, de stockage et de déchargement

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / "Ce mémoire présente une méthode flexible utilisant les splines cubiques d'estimer le coefficient d'aversion au risque absolue ou relative d'individus en contexte d'utilité espérée. Cette méthode est développée de manière à être utilisée conjointement avec la méthode expérimentale de l'arbitrage de Wakker et Deneffe (1996) permettant de trouver des points sur la courbe d'utilité d'une personne répondant à des questions au sujet de loteries. À l'aide de simulations de type Monte Carlo, nous montrons qu'il est possible d'utiliser ces points afin d'estimer les paramètres de segments cubiques de splines et ensuite d'utiliser ces paramètres pour estimer l'aversion au risque sans imposer d'hypothèse forte quant à la forme de la fonction d'utilité de l'individu. Cela a pour but d'éviter les biais dus aux erreurs de spécification et nous montrons que lorsque la fonction d'utilité réelle est inconnue, les splines s'avèrent un instrument utile générant des erreurs plus faibles qu'une approche paramétrique classique utilisant une forme fonctionnelle non flexible. Cette conclusion tient même lorsque nous introduisons des erreurs sous forme d'arrondissement des réponses obtenues lors de l'application de la méthode de l'arbitrage malgré le fait que les estimations tendent à être de moins en moins précises au fur et à mesure que le niveau d'arrondissement augmente".

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les menaces internes, ou en anglais Insider Threat, surviennent lorsqu'un individu ayant des accès privilégiés au sein d'une organisation les utilise d'une façon causant du tort à l'organisation. L'employé peut réaliser ces actions dangereuses de façon intentionnelle ou non intentionnelle. Les menaces internes sont très variées ce qui les rend particulièrement complexes à détecter. La confidentialité, l'intégrité et la disponibilité des données sont des préoccupations croissantes pour les organisations d'aujourd'hui. Malgré tout, l'étendue de l'impact des menaces internes est souvent sous-estimée. En effet, même si les menaces internes ne représentent qu'une fraction de toutes les cyberattaques, les dangers en lien avec les menaces internes sont réels. Dans un premier lieu, les attaques internes peuvent causer plus de dommages aux organisations que les attaques traditionnelles. Ceci s'explique en partie par la grande connaissance de l'organisation, ainsi que les accès privilégiés, qu'ont les employés réalisant ces attaques. Ces derniers sont donc en mesure de facilement perpétrer des actions dangereuses sans éveiller de soupçons. De plus, dans les dernières années, plusieurs études suggèrent que la majorité des organisations souffrent de menaces internes chaque année [2]. La détection de menaces internes est ainsi un problème pertinent qui attire beaucoup de chercheurs. Une des stratégies couramment utilisée pour faire la détection de menaces internes est de modéliser les comportements des employés d'une organisation et d'identifier toute divergence significative comme une menace potentielle. Pour ce faire, les journaux d'audit, décrivant tous les évènements réalisés par les membres d'une organisation dans le réseau informatique, sont des sources d'informations privilégiées dans le domaine pour apprendre les comportements typiques des utilisateurs. Dans ce mémoire, nous présentons deux solutions originales de détection de menaces internes utilisant des journaux d'audit et des techniques d'apprentissage automatique non supervisé afin d'apprendre les comportements utilisateur et détecter les comportements malicieux. Les deux solutions présentent des résultats compétitifs par rapport à l'état de l'art, et ce en offrant des caractéristiques qui facilitent leur implémentation dans de vraies organisations. / Insider threats occur when a privileged member of an organization wrong fully uses his access in a way that causes harm to his organization. Those damaging actions can be intentional, as in the case of theft or sabotage, however, un intentional dangerous actions are also to be considered, which adds to the complexity of the insider threat. The insider threat is a broad type of cyber menace, making its detection particularly difficult. For organizations, the confidentiality, integrity, and availability of their information are an increasing concern. Yet many under estimate the magnitude of the insider threats against the maintenance of those ideals. Indeed, even though insider threats are only a fraction of all existing cyber threats, this type of menace presents a real and unique danger for organizations. Firstly, an insider threat can be more damaging to an organization than a traditional cyberattack. This is mainly explicable by the privileged accesses and great domain knowledge that the insider possesses over an outsider. The insider has then a better opportunity to use his access and domain knowledge to carry out efficiently and quietly the attack. Moreover, over the last few years, some reports suggest that most institutions yearly suffer from that kind of cyber threat [2]. Insider threat detection is therefore a relevant problem that attracted many researchers to deploy their efforts in the last decades. One common strategy to detect malicious insiders is by modeling the behaviors of the users and identifying any significant divergence as a potential threat. In that matter, audit data, describing the activity of every member of an organization in the network, are regularly chosen to learn user behaviors using statistical or machine learning models. In the present work, we propose two insider threat detection systems that leverage audit data to learn user behaviors and detect divergent conduct in an unsupervised fashion. Both solutions are competitive with state-of-the-art techniques, and were developed considering many challenges in the field, like being easy to implement in a real-world scenario and considering events dependencies.

Il existe actuellement plusieurs modèles qui permettent de prédire le comportement et les performances d'un véhicule. Le succès ou non de ces modèles donnera le consentement pour le développement et l'intégration d'équipements hors-route utilisés dans la construction, l'agriculture et les véhicules de loisirs. Cependant, la représentation du sol dans ces modèles montre des limitations concernant au comportement de l'interface pneu-sol. Premièrement, la teneur en eau et le compactage sont des facteurs qui influencent le comportement rhéologique du sol et cette résistance à se déformer est à la fois influencée par les différentes formes d'application de chargement le long d'une trajectoire du pneu sur une particule de sol. Par conséquent, ce projet cherche à s'appuyer sur les fondements de la géotechnique routière pour la prédiction des performances des matériaux soumis à des charges cycliques. Des fondamentaux qui permettront de développer des outils pour comprendre, d'un autre point de vue, l'interaction entre les sols et les pneus provenant des véhicules hors-route. / There are currently several models that can be used to predict a vehicle's behaviour and performance. The success or failure of these models will give consent for the development and integration of off-road equipment used in construction, agriculture, and recreational vehicles. However, the soil representation in these models shows limitations in the behaviour of the tyre-ground interface. Firstly, moisture content and compaction are factors that influence the rheological behaviour of the soil and this resistance to deformation is both influenced by different forms of loading application along a tyre's trajectory on a soil particle. Therefore, this project seeks to build on the foundation of the geotechnics of roads for the prediction of the performance of materials subjected to cyclic loading. These fundamentals will enable the development of tools to understand, from another point of view, the nteraction between soils and tires from off-road vehicles.

Les inondations constituent le risque naturel prédominant dans le monde et les dégâts qu’elles causent sont les plus importants parmi les catastrophes naturelles. Un des principaux facteurs expliquant les inondations sont les précipitations extrêmes. En raison des changements climatiques, l’occurrence et l’intensité de ces dernières risquent fort probablement de s’accroître. Par conséquent, le risque d’inondation pourrait vraisemblablement s’intensifier. Les impacts de l’évolution des précipitations extrêmes sont désormais un enjeu important pour la sécurité du public et pour la pérennité des infrastructures. Les stratégies de gestion du risque d’inondation dans le climat futur sont essentiellement basées sur les simulations provenant des modèles numériques de climat. Un modèle numérique de climat procure notamment une série chronologique des précipitations pour chacun des points de grille composant son domaine spatial de simulation. Les séries chronologiques simulées peuvent être journalières ou infrajournalières et elles s’étendent sur toute la période de simulation, typiquement entre 1961 et 2100. La continuité spatiale des processus physiques simulés induit une cohérence spatiale parmi les séries chronologiques. Autrement dit, les séries chronologiques provenant de points de grille avoisinants partagent souvent des caractéristiques semblables. De façon générale, la théorie des valeurs extrêmes est appliquée à ces séries chronologiques simulées pour estimer les quantiles correspondants à un certain niveau de risque. La plupart du temps, la variance d’estimation est considérable en raison du nombre limité de précipitations extrêmes disponibles et celle-ci peut jouer un rôle déterminant dans l’élaboration des stratégies de gestion du risque. Par conséquent, un modèle statistique permettant d’estimer de façon précise les quantiles de précipitations extrêmes simulées par un modèle numérique de climat a été développé dans cette thèse. Le modèle développé est spécialement adapté aux données générées par un modèle de climat. En particulier, il exploite l’information contenue dans les séries journalières continues pour améliorer l’estimation des quantiles non stationnaires et ce, sans effectuer d’hypothèse contraignante sur la nature de la non-stationnarité. Le modèle exploite également l’information contenue dans la cohérence spatiale des précipitations extrêmes. Celle-ci est modélisée par un modèle hiérarchique bayésien où les lois a priori des paramètres sont des processus spatiaux, en l’occurrence des champs de Markov gaussiens. L’application du modèle développé à une simulation générée par le Modèle régional canadien du climat a permis de réduire considérablement la variance d’estimation des quantiles en Amérique du Nord.