Ce mémoire présente différents outils et approches pour dériver les lois de commande de la machine asynchrone à double alimentation en régime permanent sur toute la plage de vitesse, en mode moteur et générateur. Le but est de dériver les lois de commande de la MADA en termes de tension et angle rotorique (puissance active et réactive) pour différentes stratégies de commande. Le premier outil a été évoqué dans un processus d’optimisation non-linéaire. Puis une approche analytique basée sur le circuit équivalent de la MADA a été étudiée dans le but de contourner les problèmes liés au processus d’optimisation non-linéaire. Un autre outil de simulation développé dans l’environnement MATLAB/Simulink a été mis au point afin de valider les résultats. / This thesis presents various tools and approaches for the determination of the steady-state control laws of the doubly fed induction machine on the whole operation speed range operating as motor and generator. The purpose is to derive the control laws in terms of rotor voltage and control angle voltage (real and reactive power) for different control strategies. A first tool for extracting control laws based on a nonlinear optimization process has been developed. Then an analytical approach based on the equivalent circuit of the DFIM has been used in order to avoid problems related to the process of nonlinear optimization. Another simulation tool developed in the Matlab/Simulink was aimed to validate the results.

En 2008, le Québec a modifié la Loi sur les régimes complémentaires de retraite (LRCR) pour permettre à un employeur d'intégrer à un régime de retraite à prestations déterminées de nouvelles mesures favorisant la retraite progressive. Cependant, l'intégration de mesures de retraite progressive dans un tel régime de retraite soulève des difficultés actuarielles significatives pour préserver l'équité entre les intérêts des employeurs et des participants. Dans ce mémoire, après avoir étudié la modélisation de la retraite progressive proposée par Forman et Scahill (2003), nous proposons un modèle alternatif pour calculer les rentes de retraite mieux adapté aux réalités de la retraite progressive. Enfin, nous présentons les modifications apportées en 2008 à la LRCR pour favoriser la retraite progressive et analysons ce nouveau cadre réglementaire à l'aide du modèle alternatif. Nous vérifions parallèlement l'applicabilité du modèle alternatif sous la LRCR, et lorsqu'un problème est identifié, nous proposons des pistes de solutions.

Une étude expérimentale du scellement d'un ensemble anodique utilisé dans une cuve d'electrolyse permet de mieux connaître les enjeux thermiques et mécaniques rencontrés lors de la solidification du collet de fonte entre le rondin d'acier et le tourillon en carbone. Trois tourillons d'une anode cuite sont mesurés avec une machine à mesurer tridimensionnelle pour obtenir une représentation haute précision en trois dimensions de l'interface de carbone. Ces mesures sont ensuite comparées à la surface extérieure des collets de fonte solidifiés et refroidis pour connaître la dimension de l'espace d'air à l'interface fonte/carbone. Trente-neuf thermocouples, placés dans une configuration stratégique permettent la reconstruction du champ de température dans les trois matériaux depuis le moment de la coulée jusqu'au refroidissement à température ambiante. Ceci rend possible l'évaluation des coefficients de transfert de chaleur aux interfaces fonte/carbone, fonte/acier et carbone/acier à l'aide d'un modèle thermique. De plus, une analyse métallographique est associée aux courbes de refroidissement enregistrées. En parallèle, un modèle thermomécanique tridimensionnel est développé pour prédire la formation de l'espace d'air à l'interface fonte/carbone. La solidification de la fonte implique un retrait qui dépend de la composition chimique du métal, des changements de phase, des déformations d'origine thermique et des déformations viscoplastiques dans la phase semi-solide et dans l'état solide à haute température. Le logiciel de thermodynamique Thermo-Cale est utilisé pour calculer le parcours de solidification de la fonte et obtenir les propriétés thermiques nécessaires dans le modèle. Le solveur d'éléments finis commercial ABAQUS calcule la solution thermomécanique en tenant compte de la géométrie complexe d'un tourillon et des propriétés des matériaux dépendantes de la température. Pour valider n le modèle, la prédiction de l'espace d'air est comparée aux mesures expérimentales et aux données enregistrées par les thermocouples. Il a été trouvé que l'espace d'air ne peut être décrit par une simple relation linéaire en fonction de l'épaisseur de fonte. L'analyse métallographique révèle une variation significative de la microstructure à travers le collet de fonte et de la macroségrégation du carbone. Il est conclu que la meilleure évaluation des propriétés thermiques est faite en combinant le calcul à l'équilibre de Thermo-Cale, le calcul du module de Scheil et les observations expérimentales des courbes de refroidissement. Le modèle thermomécanique reproduit bien les mesures de températures, mais ne tient pas compte de la viscoplasticité à cause de problèmes de convergence, ce qui donne une prédiction incohérente de l'espace d'air. Toutefois, il est possible d'observer des tendances susceptibles de se produire dans une anode. Il est recommandé d'utiliser une nouvelle approche de modélisation en traitant le problème en plusieurs étapes indépendantes accompagnées de validations expérimentales avant l'intégration d'un modèle complet. La programmation en UMAT dans ABAQUS devrait être priviligiée. Les travaux expérimentaux futurs devraient inclure des essais mécaniques sur la fonte sur toute la plage de température concernée ainsi que des mesures d'espace d'air en temps réel avec des LVDT pendant la solidification d'un anneau de fonte. D'après les mesures d'espace d'air, il est aussi recommandé que les résultats des modélisations thermo-électro-mécaniques antérieures à ce projet soient réévalués selon les nouvelles données disponibles.

La théorie de Markowitz a toujours été au centre de la théorie de gestion de portefeuilles. Cependant, elle est l'objet de plusieurs critiques. Dans ce mémoire, on se propose de revoir certains postulats de la théorie de Markowitz. L'approche que préconise ce mémoire est de modéliser le portefeuille dans sa globalité au lieu des titres individuels. Cette approche vise à identifier une loi s'ajustant aux rendements (ou à une transformation puissance des rendements) des portefeuilles. L'identification de la loi s'appuiera sur des portefeuilles simulés et d'autres réels. Plusieurs méthodes seront exploitées pour identifier et vérifier l'adéquation de cette loi.

Chaque année le feu brûle quelques dizaines de milliers d’hectares de forêts québécoises. Le coût annuel de prévention et de lutte contre les feux de forêts au Québec est de l’ordre de plusieurs dizaines de millions de dollars. Le présent travail contribue à la réduction de ces coûts à travers l’automatisation du processus de planification des opérations de suppression des feux de forêts majeurs. Pour ce faire, un modèle mathématique linéaire en nombres entiers a été élaboré, résolu et testé; introduisant un nouveau cas particulier à la littérature des Problèmes de Tournées de Véhicules (VRP). Ce modèle mathématique concerne le déploiement aérien des ressources disponibles pour l’extinction des incendies. Le modèle élaboré a été testé avec CPLEX sur des cas tirés de données réelles. Il a permis de réduire le temps de planification des opérations d’extinction des feux de forêts majeurs de 75% dans les situations courantes. / Each year, the fire burns large areas of forests in the province of Quebec. The annual costs of prevention and firefighting in Quebec may attain tens of millions of dollars. This project contributes to the decreasing of those costs through the computerization of the transportation planning process of material and human resources during major forest fires extinguishing. In order to achieve that, the resource transportation process was mathematically modeled. The integer linear mathematical model developed in this project has been resolved and tested; it introduces a new case to the literature of Vehicle Routing Problem (VRP). The model developed was tested with CPLEX based on data from real cases. It has reduced the planning time of extinguishing operations by 75%.

Lorsque des robots travaillent en équipe, il est avantageux de permettre à ceux-ci de se localiser mutuellement pour faire, par exemple, de la navigation en formation. La résolution de la localisation relative est d'une importance particulière pour des équipes de robots aériens ou sous-marins lorsque ceux-ci opèrent dans des environnements dépourvus de points de repère. Ce problème se complexifie davantage lorsque le système de localisation permet seulement l'utilisation de caméras légères et bon marché. Cette étude présente une solution analytique au problème de localisation relative à six degrés de liberté basée sur des mesures d'angle. Cette solution est intégrée à des filtres probabilistes pour augmenter sa précision. En utilisant deux robots mutuellement observables possédant chacun deux marqueurs et une caméra colinéaires, nous pouvons retrouver les transformations qui expriment la pose du premier dans le référentiel du second. Notre technique se distingue du fait qu'elle nécessite uniquement la mesure de deux paires d'angles, au lieu d'un mélange de mesures d'angles et de distances. La précision des résultats est vérifiée par des simulations ainsi que par des expérimentations concrètes. Suite à des expérimentations à des distances variant entre 3:0 m et 15:0 m, nous montrons que la position relative est estimée avec moins de 0:5 % d'erreur et que l'erreur moyenne sur l'orientation relative est maintenue sous 2:2 deg. Une généralisation approximative est formulée et simulée pour le cas où la caméra de chaque robot n'est pas colinéaire avec les marqueurs de celui-ci. Au-delà de la précision des caméras, nous montrons qu'un filtre non parfumé de Kalman permet d'adoucir l'erreur sur les estimations de la position relative, et qu'un filtre étendu de Kalman basé sur les quaternions peut faire de même pour l'orientation relative. Cela rend notre solution particulièrement adaptée pour le déploiement de flottes de robots à six degrés de liberté comme des dirigeables. / When a team of robots have to collaborate, it is useful to allow them to localize each other in order to maintain flight formations, for example. The solution of cooperative localization is of particular importance to teams of aerial or underwater robots operating in areas devoid of landmarks. The problem becomes harder if the localization system must be low-cost and lightweight enough that only consumer-grade cameras can be used. This paper presents an analytical solution to the six degrees of freedom cooperative localization problem using bearing only measurements. Probabilistic filters are integrated to this solution to increase it's accuracy. Given two mutually observing robots, each one equipped with a camera and two markers, and given that they each take a picture at the same moment, we can recover the coordinate transformation that expresses the pose of one robot in the frame of reference of the other. The novelty of our approach is the use of two pairs of bearing measurements for the pose estimation instead of using both bearing and range measurements. The accuracy of the results is verified in extensive simulations and in experiments with real hardware. In experiments at distances between 3:0 m and 15:0 m, we show that the relative position is estimated with less than 0:5 % error and that the mean orientation error is kept below 2:2 deg. An approximate generalization is formulated and simulated for the case where each robot's camera is not colinear with the same robot's markers. Passed the precision limit of the cameras, we show that an unscented Kalman filter can soften the error on the relative position estimations, and that an quaternion-based extended Kalman filter can do the same to the error on the relative orientation estimations. This makes our solution particularly well suited for deployment on fleets of inexpensive robots moving in 6 DoF such as blimps.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Notre étude se concentre sur les disparités dans les durées de sentence entre les hommes et les femmes dans le milieu carcéral québécois. Bien que cette question soit cruciale, peu d'études se sont penchées sur ce sujet au Canada, malgré l'actualité de la disparité de durée de sentence en fonction de l'origine, de l'ethnie, du niveau d'éducation, du niveau de revenu et surtout du genre, dans un monde où les Hommes sont censés naître libres et égaux devant la loi. Pour combler cette lacune, nous avons analysé des données administratives du ministère de la Sécurité publique du Québec pour la période 2007-2017, en utilisant deux régressions et deux méthodes de décomposition différentes. Tout d'abord, nous avons évalué l'écart de durée de sentence entre les hommes et les femmes à l'aide d'une régression linéaire. Ensuite, nous avons utilisé la méthode de décomposition de Oaxaca-Blinder. Enfin, nous avons réalisé une régression quantile inconditionnelle accompagnée de la méthode de décomposition RIF et une régression de distribution pour tester la robustesse de nos résultats. Nos analyses confirment qu'il existe une disparité de durée de sentence entre les hommes et les femmes, un résultat qui rappelle l'importance de réviser les politiques de sentence et de sensibiliser les juges aux préjugés inconscients. / Our study focuses on the disparities in sentence lengths between men and women in the Quebec prison environment. Although this is a crucial issue, few studies have examined this subject in Canada, despite the topicality of the disparity in sentence length according to origin, ethnicity, level of education, income level and especially gender, in a world where men are supposed to be born free and equal before the law. To address this gap, we analyzed administrative data from the Quebec Ministry of Public Security for the period 2007-2017, using two different regressions and decomposition methods. First, we estimated the sentence length gap between men and women using a linear regression. Second, we used the Oaxaca-Blinder decomposition method. Finally, we performed an unconditional quantile regression accompanied by the RIF decomposition method and a distributional regression to test the robustness of our results. Our analyses confirm that there is a disparity in sentence length between men and women, a result that reminds us of the importance of revising sentencing policies and educating judges about unconscious bias.

La résistance thermique de Clostridium sporogenes PA3679, ainsi que les propriétés thermo physiques comme la conductivité thermique, la chaleur spécifique, la densité et la diffusivité thermique ont été déterminées pour le foie gras produit au Québec et d'autres produits dérivées. Un modèle mathématique a été également développé pour simuler la température au centre (point froid) des conserves de foie gras. Les résultats obtenus pour la résistance thermique et les propriétés thermophysiques montrent, en général, un bon accord avec les données publiées. Ces valeurs ont été utilisées avec le modèle mathématique pour prédire la température à la zone la plus froide. Les températures prédites n’ont montré qu’une légère différence par rapport aux valeurs expérimentales. Avec ce modèle, la létalité totale de C. sporogenes a pu être aussi calculée, ce qui permet d’assurer la salubrité du produit et la sécurité des consommateurs. / Thermal resistance of Clostridium sporogenes PA3679, and the thermophysical properties as thermal conductivity, specific heat, density and thermal diffusivity were determined for the foie gras produced in Québec and other derivative products. A mathematical model was also developed to simulate the temperature at the center (coldest point) of the foie gras preserves. The results for thermal resistance and thermal properties show in general a good agreement with the published data; these values were used with the model and to predict the temperature at the coldest zone. The predicted temperatures have low error when compared to the experimental temperatures. With this model, the total lethality of C. sporogenes can be also calculated, providing the necessary information to secure consumer safety.

Le développement des réseaux de transport requiert d’importants investissements financiers et une étroite collaboration entre les acteurs publics et privés. La viabilité économique de ces projets est souvent explorée à l’aide d’analyses coût-bénéfice. Dans ce mémoire, nous appliquons une nouvelle méthodologie, appelée MOLINO-II, au projet de train à haute vitesse (THV) reliant la ville de Québec à Windsor (Ontario). Par rapport aux approches financières et économiques traditionnelles, cette approche développée notamment par de Palma et collab. (2010) permet de mieux appréhender les comportements stratégiques de l’ensemble des acteurs (opérateurs de trains et des modes de transport concurrents, propriétaires d’infrastructures, gouvernements et utilisateurs) à l’aide d’un système d’équations comportementales et d’équilibres. Ici, nous nous concentrons sur la modélisation du réseau de transport entre les principales villes du réseau (Québec, Montréal, Ottawa, Toronto, Windsor) en considérant le réseau terrestre (train, voiture et autocar) et aérien (avions de ligne). Seul l’aspect « demande » ou « utilisateur » du modèle est exploré. Nous laissons la modélisation de l’offre de transports pour de futures recherches. Ce travail n’est donc qu’une première étape vers l’élaboration d’un modèle plus complet, qui permettrait de convertir notre analyse en un outil d’aide à la décision.

Le présent projet de recherche porte sur les lasers à fibre de haute puissance opérés en régime continu. L’objectif premier est la conception et la réalisation d’un laser de 400 W de puissance de sortie utilisant une fibre dopée à l’ytterbium. La grande variété de lasers fabriqués au cours de ces travaux a permis l’étude des effets thermiques, des limitations en puissance et du comportement de la raie spectrale d’émission. L’étude comprend des simulations numériques caractérisant le comportement des lasers à fibre opérés en régime continu. Différentes configurations de lasers ont été expérimentées à une puissance de signal de 100 W. Les échanges de chaleur dans les fibres à double gaines ont été analysés pour contourner les difficultés engendrées par la grande puissance de ces lasers. Le concept de résistance de contact est amené pour expliquer l’élévation de température des fibres actives. Les travaux ont abouti à la réalisation de lasers monomodes de plus de 350 W de puissance de sortie, et cela, limités uniquement par la disponibilité des pompes. Parce que la photodégradation est la principale difficulté des lasers à fibre de puissance, plusieurs compromis, notamment sur le choix technologique des composants, ont été nécessaires pour atteindre les objectifs de puissance et de qualité de faisceau. Un outil pour prédire l’élargissement spectral des lasers à fibre de haute puissance a été développé. Il est montré que le mélange à quatre ondes élargit la raie d’émission de ces lasers. L’élargissement du spectre de sortie, selon une fonction de la puissance, a été vérifié expérimentalement dans diverses configurations d’oscillateur. / This research project focuses on high power fiber lasers operated in the continuous regime. The main objective is the implementation of a 400-W fiber laser using ytterbium- doped double clad fiber. The wide variety of high power fiber lasers assembled during this work has enabled the study of the thermal effects, the power limitations and the behavior of the output spectrum. The study includes simulations that characterize the behavior of fiber lasers operated in the continuous regime. Different laser configurations were tested at a signal power of 100 W. The heat transfer in double clad fibers was analyzed to circumvent the difficulties caused by the important amount of heat generated by these lasers. The concept of contact resistance is brought in to explain the temperature rise of active fibers. This was necessary for the realization of single-mode fiber lasers with over 350W of output power. The output power was only limited by the availability of pumps. Several compromises were necessary to achieve the high output power and the diffraction-limited beam quality. Thus, the photodarkening of the ytterbium doped fiber is still an issue for this kind of lasers. A tool to predict the spectral broadening of high power fiber lasers has been developed. It is shown that four-wave mixing broadens the outpu t spectrum of these lasers as a function of output power. The broadening of the output spectrum has been experimentally verified by the implementation of various lasers with different configurations. A theoretical model is presented, which shows a good agreement with experimental data.