Les systèmes infrarouges sont essentiels pour fournir aux forces armées une capacité de reconnaissance des menaces. En contexte opérationnel, ces systèmes sont contraints au temps-réel et à l’accès à des taux de fausses alarmes faibles. Ceci implique la détection des menaces parmi de nombreux objets non-pertinents.Dans ce document, nous combinons des OneClass-SVM pour une décision multiclasse avec rejet(préservant la fausse-alarme). En apprentissage, nous sélectionnons les variables pour contrôler la parcimonie du moteur de décision.Nous présentons également un classifieur original, le Discriminative OneClass-SVM, combinant les propriétés du C-SVM et du OneClass-SVM dans le contexte multiclasse. Ce détecteur de nouveauté n’a pas de dépendance au nombre de classes. Ceci permet une utilisation sur des données à grande échelle.Nos expériences sur des données réelles démontrent l’intérêt des propositions pour les systèmes fortement contraints, face aux méthodes de référence. / Infrared systems are keys to provide automatic control of threats to military forces. Such operational systems are constrained to real-time processing and high efficiency (low false-alarm rate) implying the recognition of threats among numerous irrelevant objects.In this document, we combine OneClass Support Vector Machines (SVM) to discriminate in the multiclass framework and to reject unknown objects (preserving the false-alarm rate).While learning, we perform variable selection to control the sparsity of the decision functions. We also introduce a new classifier, the Discriminative OneClass-SVM. It combines properties of both the biclass-SVM and the OneClass-SVM in a multiclass framework. This classifier detects novelty and has no dependency to the amount of categories, allowing to tackle large scale problems. Numerical experiments, on real world infrared datasets, demonstrate the relevance of our proposals for highly constrained systems, when compared to standard methods.

De nos jours, les processus industriels se doivent d’être efficaces, en particulier au niveau de leur production et/ou consommation énergétique.Ce travail vise à améliorer l’efficacité des processus en analysant l’influence des perturbations sur leur comportement, de la phase de conception à la synthèse des contrôleurs/observateurs, ceci dans une approche intégrée.Le problème du Rejet de Perturbation est introduit ainsi que différents types de contrôles permettant d’atténuer et/ou rejeter ces perturbations. Le système de Barre de Torsion est présenté. Une loi de commande basée sur le concept d’état dérivé est présentée et ensuite validée avec comme application le rejet de perturbation. Il est nécessaire d’estimer les grandeurs physiques utilisées dans les différentes expressions de loi de commande. Un observateur à entrées inconnues basé sur la représentation bond graph est rappelé et ensuite étendu au cas multi-variable. C’est la première contribution théorique de ce travail de recherche.Nous comparons ensuite l’efficacité de différentes techniques de commandes pour le rejet de perturbation par simulation sur le système barre de torsion et analysons ainsi l’efficacité de la technique proposée. Une extension théorique au problème du découplage entrée-sortie nous permet de généraliser le problème du rejet de perturbation dans une même démarche intégrée d’analyse et de synthèse. Enfin, ces techniques sont exploitées et analysées sur le système réel. Nous validons ainsi expérimentalement nos résultats.Un modèle très simplifié de centrale hydroélectrique est développé afin d’appliquer les résultats de nos travaux. Un modèle bond graph simplifié est validé par simulation. / Nowadays, industrial processes must be efficient, particularly at the production level and/or energy consumption.This research work aims at improving the process efficiency by analysing the influences of disturbances on their behaviour, from the conception phase to the synthesis of controller/observer, in an integrated approach.The disturbance rejection problem is first introduced as well as different control laws allowing attenuate/reject these disturbances. A control law based on the concept of derivative state variable is presented and validated while applied as disturbance rejection.In order to reject the disturbance, different physical variables must be estimated, such as state variables, derivative state variables as disturbance variables. An unknown input observer based on the bond graph representation is recalled and extended in the multivariable case. It is the first theoretical contribution of this work.We thus compare the efficiency of different so-called «modern control laws» for the disturbance rejection problems by simulation with the Torsion-Bar system example. We analyse the efficiency of our approach. One extension to the Input-Output decoupling problem allows us to extend the disturbance rejection problem to other control law type in an integrated approach. At least, these techniques are applied on the real Torsion-Bar system and compared. We validate our approach.Since this work aims at analysing and developing efficient control laws for industrial processes, a simplified model of a hydroelectric plant is developed, in order to apply our results. A simplified bond graph model is validated with simulations.

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Contexte : La survie à long terme après la transplantation pulmonaire est compromise par le rejet chronique (chronic lung allograft dysfunction (CLAD)), une complication qui touche 50% des patients à 5 ans post-greffe. Le CLAD regroupe quatre phénotypes distincts caractérisés par une atteinte pulmonaire obstructive (Bronchiolitis obliterans syndrome (BOS)) ou restrictive (Restrictive allograft syndrome (RAS)), ou une combinaison des deux (phénotypes mixte et non défini). L’obésité est associée à une diminution de la fonction pulmonaire en raison de facteurs mécaniques, métaboliques et inflammatoires qui lui sont associés. Le gain de poids suite à la greffe pulmonaire est fréquent et parfois considérable, ce qui peut compromettre la fonction pulmonaire. Or, le lien entre le gain de poids post-greffe et la survenue des phénotypes du CLAD demeure inconnu. Objectifs : 1) Décrire les trajectoires pondérales post-greffe pulmonaire des patients ayant développé ou non l’un des quatre phénotypes du CLAD; 2) Déterminer si le statut pondéral à la greffe et la variation de poids et d’IMC après la greffe sont associés à la survenue des phénotypes du CLAD; 3) Examiner si les phénotypes du CLAD influencent la survie post-greffe. Méthodologie : Étude rétrospective des dossiers médicaux de patients ayant reçu une transplantation pulmonaire bilatérale au CHUM entre 2000 et 2020. En utilisant la classification de l’International Society for Heart and Lung Transplantation, les patients ont été classés parmi les cinq catégories suivantes : Absence ou présence de l’un des quatre phénotypes du CLAD. Résultats : Parmi les 579 patients inclus; 412 (71.1%) n’ont pas développé de CLAD, et 81 (14.0%), 20 (3.5%), 59 (10.2%) and 7 (1.2%) ont respectivement développé les phénotypes BOS, RAS, mixte et non-défini. Les trajectoires post-greffe de poids des patients qui développent une restriction pulmonaire (RAS, mixte et non-défini) se distinguent par des gains de poids plus importants. Une augmentation du poids (kg) (Hazard ratio [HR] : 1,04, IC 95% [1,01-1,08]; P = 0,008) et de l’IMC (kg/m2) (HR : 1,13, IC 95% [1,03-1,23]; P = 0,008) en post-greffe sont associés à une augmentation du risque de RAS. La survie post-greffe (années) est plus faible chez les patients ayant développé les phénotypes RAS (9,07 [IC 95% 7,43-10,70]), mixte (8,41 [IC 95% 6,56-10,25]) et non défini (9,99 [IC 95% 4,67-15,31]; p<0,001). Conclusion : Les liens entre le gain de poids post-greffe et la survenue des phénotypes restrictifs du CLAD doivent être clarifiées pour déterminer si une gestion optimale du poids préviendrait leur développement. / Background: Chronic lung allograft dysfunction (CLAD) is a common complication after lung transplant (LTx), affecting 50% of patients by five years post-LTx. It is associated with poor survival, limited to 1 to 5 years after CLAD diagnosis. Four CLAD clinical phenotypes have been defined: Bronchiolitis Obliterans Syndrome (BOS), Restrictive allograft syndrome (RAS), mixed and undefined phenotypes. Weight gain is commonly observed after LTx and may negatively impact lung function and post-LTx survival. Yet, the association between post-LTx weight gain and the development of CLAD and its phenotypes remains to be explored. Objectives: 1) To describe post-LTx weight trajectories of CLAD-free patients and patients who developed the various CLAD phenotypes; 2) To determine the associations between BMI at transplant, post-LTx variation of weight and BMI, and the risk of developing the various CLAD phenotypes and; 3) To examine whether the development of the CLAD phenotypes impacted post-LTx survival. Methods: This is a retrospective cohort study of patients who received a first bilateral LTx at the CHUM between 2000 and 2020. We extracted demographic, anthropometric, and clinical data from medical charts. Using the 2019 International Society for Heart and Lung Transplantation classification, patients were categorized among these five categories: CLAD-free or presence of one of the four CLAD phenotypes. Results: Our sample consisted of 579 patients; 412 (71.1%) remained CLAD-free, and 81 (14.0%), 20 (3.5%), 59 (10.2%), and 7 (1.2%) developed BOS, RAS, the mixed and the undefined phenotype, respectively. Weight trajectories showed that patients who developed restrictive CLAD (RAS, mixed and undefined) experienced weight gains of greater amplitude within the first five years post-LTx than CLAD-free patients and patients with BOS. An increase in weight (kg) (Hazard ratio [HR]: 1.04, 95% CI [1.01- 1.08]; P = 0.008) and BMI (kg/m2 ) (HR: 1.13, 95% CI [1.03-1.23]; P = 0.008) during post-LTx follow-up was associated with a greater risk of RAS. Worse survival (years) was seen in patients who developed the RAS (9.07 [95% CI 7.43-10.70]), mixed (8.41 [95% CI 6.56-10.25]), and undefined (9.99 [95% CI 4.67-15.31]; p<0.001) phenotypes. Conclusion: Future studies must clarify the associations between post-LTx weight gain and the onset of restrictive CLAD and whether it could be prevented with appropriate weight management strategies.

La transplantation demeure le traitement de choix de l’insuffisance cardiaque (IC) et ce malgré les récents progrès des techniques de support d’assistance mécanique. Une amélioration considérable de la prévention et du traitement du rejet aigu a été réalisée ces 20 dernières années. Cependant, le succès à long terme des transplantations d’organes a été peu modifié : il est toujours compromis par la survenue d'une dysfonction chronique du greffon. Ainsi, l'avenir des transplantés cardiaques demeure sombre et représente un fardeau médical avec un impact socioéconomique important. Toutefois, la recherche a récemment mis en avant l'énorme potentiel de régénération des cellules souches (CS) et représenterait une nouvelle avenue thérapeutique pour les patients souffrant d’IC. Une meilleure compréhension des processus biologiques des CS et de leur interaction avec le cœur transplanté, permettrait d’exploiter pleinement leur potentiel de réparation cardiaque. Le but de cette thèse est d’explorer les différents aspects du traitement de l’IC en 2020. Les hypothèses proposées dans cette thèse sont les suivantes : (1) les excellents résultats obtenus (>20 ans de survie) chez près d’1/3 des patients greffés lors de la 1ère décade de notre expérience à ICM serait difficile à obtenir de nos jours à la vue de l’évolution d’une population plus malade et plus âgée; (2) le cœur artificiel total (CAT) temporaire Syncardia permet d’amener des patients en insuffisance cardiaque terminale à la greffe de façon satisfaisante; (3) la thérapie cellulaire, plus spécifiquement les CS d’origine adipeuse (ASC) sous forme sphéroïdes, permet de diminuer l’impact de la vasculopathie du greffon cardiaque; et (4) l’effet paracrine des ASC permet une diminution de l’inflammation dans un modèle expérimental de péritonite chez le rat. / Transplantation remains the preferred treatment for heart failure (HF) despite recent advances in mechanical support devices. A considerable improvement in the prevention and treatment of acute rejection has been achieved over the past 20 years. However, the long-term survival of organ transplants has not been changed: it is still compromised by the occurrence of chronic graft dysfunction. Thus, the future of cardiac transplant patients remains bleak and represents a medical burden with a significant socio-economic impact. However, research has recently highlighted the potential for regeneration of stem cells (SC) and would represent a new therapeutic avenue for patients with HF. A better understanding of the biological processes of SC and their interaction with the transplanted heart would allow them to fully exploit their cardiac repair potential. The aim of this thesis is to explore the various aspects of the treatment of HF in 2020. The hypotheses proposed in this thesis are as follows: (1) the excellent results obtained (> 20 years of survival) in almost 1/3 of the patients transplanted during the 1st decade of our experience at ICM would be difficult to obtain from our days at the sight of the evolution of a sicker and older population; (2) the temporary Syncardia total artificial heart (CAT) allows patients with end-stage heart failure to be transplanted satisfactorily; (3) cell therapy, more specifically CS of adipose origin (ASC) cultured as spheroid, reduce the impact of cardiac allograft vasculopathy (CAV); and (4) the paracrine effect of ASCs reduces inflammation in a rat experimental model of peritonitis.

Cette étude comporte deux objectifs principaux. Le premier est de donner des ordres de grandeur et des gammes de variation des paramètres traduisant : (1) la taille, la masse volumique, la vitesse de chute des soudes transportés par temps de pluie à l'aval des réseaux d'assainissement; (2) la répartition, dans les rejets urbains de temps de pluie, entre pollution dissoute et pollution fixée sur ces solides, ainsi que la répartition de cette pollution entre classes de particules. Le deuxième objectif est de fournir des éclairages pour des options ou des solutions techniques visant à fonder une politique de lutte contre la pollution des rejets urbains par temps de pluie. La première partie de ce mémoire est consacrée aux questions de méthode (sélection des paramètres à mesurer, choix des sites de mesure, ajustement des procédures de prélèvement et de mesure). Nous analysons ensuite, dans la deuxième partie, les résultats obtenus au cours de neuf pluies, réparties sur quatre sites très différents par leur situation géographique, par la nature du réseau et par la dimension du bassin versant. La dernière partie aborde les trois thèmes suivants : (1) flux polluants et volumes associés ; (2) identification des sources de cette pollution ; (3) dimensionnement et mode de gestion des capacités à mettre en place pour intercepter et traiter la pollution.

Puisque la construction communautaire n'a pas engendré d'État, la garantie juridictionnelle des droits fondamentaux communautaires ne peut être qu'originale : son fondement n'obéit pas aux logiques « statocentrées ». Si la Cour de justice a pu identifier l'existence d'une Communauté de droit, les éléments de celle-ci demeurent singuliers de par la surjection induite des relations de communautarité entre normes communautaires et nationales d'application. De surcroît, n'étant pas un caractère systématique de l'État de droit, les droits fondamentaux n'ont pas été conçus comme un attribut de cette Communauté de droit. La Cour n'avait ainsi aucune obligation de reconnaître de tels droits. Elle en a pourtant acquis la légitimité, sous l'influence des juges nationaux, confirmée ultérieurement par les États membres. Soucieuse de respecter sa mission, même enrichie, elle ne peut toutefois se substituer à la « puissance constitutive » communautaire pour pallier ses lacunes.<br />La Cour de justice n'a cependant pas démérité pour équilibrer la garantie des droits fondamentaux communautaires. D'une part, elle a adopté une pratique constructrice en développant la protection des droits en ses deux aspects. Comme le montrent nos tendances chiffrées, les droits ont été étoffés. En outre, leur garantie a été optimisée à mesure du développement du dialogue des juges entrepris par la Cour. D'autre part, la Cour a pu suggérer des perspectives constructives pour soutenir ses efforts. Le projet de traité établissant une Constitution pour l'Europe comprend d'ailleurs les révolutions majeures : l'insertion des droits fondamentaux au sein des fondements de la construction communautaire, et l'adaptation de la place de l'individu en cohérence avec l'approfondissement de la construction. En attendant, des évolutions demeurent possibles. Leur réussite est néanmoins conditionnée à l'adaptation corrélative des mentalités, spécialement des juges nationaux, déjà stimulée par la préparation du projet de traité précité. Le dialogue des juges promet de rester passionnant...

Cette thèse porte sur les problèmes de tournées de véhicules avec fenêtres de temps où un gain est associé à chaque client et où l'objectif est de maximiser la somme des gains recueillis moins les coûts de transport. De plus, un même véhicule peut effectuer plusieurs tournées durant l'horizon de planification. Ce problème a été relativement peu étudié en dépit de son importance en pratique. Par exemple, dans le domaine de la livraison de denrées périssables, plusieurs tournées de courte durée doivent être combinées afin de former des journées complètes de travail. Nous croyons que ce type de problème aura une importance de plus en plus grande dans le futur avec l'avènement du commerce électronique, comme les épiceries électroniques, où les clients peuvent commander des produits par internet pour la livraison à domicile. Dans le premier chapitre de cette thèse, nous présentons d'abord une revue de la littérature consacrée aux problèmes de tournées de véhicules avec gains ainsi qu'aux problèmes permettant une réutilisation des véhicules. Nous présentons les méthodologies générales adoptées pour les résoudre, soit les méthodes exactes, les méthodes heuristiques et les méta-heuristiques. Nous discutons enfin des problèmes de tournées dynamiques où certaines données sur le problème ne sont pas connues à l'avance. Dans le second chapitre, nous décrivons un algorithme exact pour résoudre un problème de tournées avec fenêtres de temps et réutilisation de véhicules où l'objectif premier est de maximiser le nombre de clients desservis. Pour ce faire, le problème est modélisé comme un problème de tournées avec gains. L'algorithme exact est basé sur une méthode de génération de colonnes couplée avec un algorithme de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources. Pour résoudre des instances de taille réaliste dans des temps de calcul raisonnables, une approche de résolution de nature heuristique est requise. Le troisième chapitre propose donc une méthode de recherche adaptative à grand voisinage qui exploite les différents niveaux hiérarchiques du problème (soit les journées complètes de travail des véhicules, les routes qui composent ces journées et les clients qui composent les routes). Dans le quatrième chapitre, qui traite du cas dynamique, une stratégie d'acceptation et de refus des nouvelles requêtes de service est proposée, basée sur une anticipation des requêtes à venir. L'approche repose sur la génération de scénarios pour différentes réalisations possibles des requêtes futures. Le coût d'opportunité de servir une nouvelle requête est basé sur une évaluation des scénarios avec et sans cette nouvelle requête. Enfin, le dernier chapitre résume les contributions de cette thèse et propose quelques avenues de recherche future. / This thesis studies vehicle routing problems with time windows, where a gain is associated with each customer and where the objective is to maximize the total gain collected minus the routing costs. Furthermore. the same vehicle might be assigned to different routes during the planning horizon. This problem has received little attention in the literature in spite of its importance in practice. For example, in the home delivery of perishable goods (like food), routes of short duration must be combined to form complete workdays. We believe that this type of problem will become increasingly important in the future with the advent of electronic services, like e-groceries, where customers can order goods through the Internet and get these goods delivered at home. In the first chapter of this thesis, we present a review of vehicle routing problems with gains, as well as vehicle routing problems with multiple use of vehicles. We discuss the general classes of problem-solving approaches for these problems, namely, exact methods, heuristics and metaheuristics. We also introduce dynamic vehicle routing problems, where new information is revealed as the routes are executed. In the second chapter, we describe an exact algorithm for a vehicle routing problem with time windows and multiple use of vehicles, where the first objective is to maximize the number of served customers. To this end, the problem is modeled as a vehicle routing problem with gains. The exact algorithm is based on column generation, coupled with an elementary shortest path algorithm with resource constraints. To solve realistic instances in reasonable computation times, a heuristic approach is required. The third chapter proposes an adaptative large neighborhood search where the various hierarchical levels of the problem are exploited (i.e., complete vehicle workdays, routes within workdays and customers within routes). The fourth chapter deals with the dynamic case. In this chapter, a strategy for accepting or rejecting new customer requests is proposed. This strategy is based on the generation of multiple scenarios for different realizations of the requests in the future. An opportunity cost for serving a new request is then computed, based on an evaluation of the scenarios with and without the new request. Finally, the last chapter summarizes the contributions of this thesis and proposes future research avenues.

Cette thèse a été codirigée par le Dr. Florent Chazarenc / Les marais filtrants artificiels sont communément utilisés pour le traitement des eaux usées municipales, mais ils peuvent aussi traiter une large gamme d’effluents à l’aide de différents types de marais filtrant et ce sous une variété de climats. Les plantes jouent un rôle central dans l’épuration des eaux, mais on peut se demander si ce rôle est le même sous toutes les conditions et ce pour les différentes espèces de plantes. Dans le cadre de cette étude, j’ai évalué l’influence de la présence ainsi que de l’espèce de plantes selon des conditions extrêmement différentes : 1) traitement de rejet de serre hydroponique par un marais filtrant à flux horizontal en conditions hivernales, 2) traitement des boues par un marais à flux vertical en conditions estivales. / Constructed wetlands (CWs) are commonly used to treat municipal wastewater, but they can also handle a wide range of effluents by using different types of CWs and under a variety of climatic conditions. Plants play a central role in CWs, but it is still unknown if the presence of plants or the choice of the species have the same influence under different conditions. In this study, I evaluated the influence of the presence and the species of plants under two very different conditions: 1) treatment of hydroponic wastewater by a horizontal flow CW in winter conditions, 2) sludge treatment by a vertical flow CW in summer conditions.

Ce mémoire porte sur l'étude d'un système de gestion d'énergie électrique dans un système multi-sources soumis à des perturbations exogènes. L'application visée est l'alimentation d'une propulsion hybride diesel/électrique équipée d'un système d'absorption des pulsations de couple. Les perturbations exogènes considérées peuvent être transitoires ou persistantes. Une perturbation transitoire correspond à une variation rapide du couple de charge, due par exemple à une accélération ou une décélération du véhicule. Une perturbation persistante provient du système de compensation des pulsations de couple générées par le moteur thermique. Le premier objectif du contrôle est de maintenir constante la tension du bus continu. Le deuxième objectif est d'absorber dans un système de stockage rapide constitué de super condensateur ces perturbations qui peuvent à terme provoquer une usure prématurée de la batterie. Le troisième objectif est de compenser l'auto-décharge dans le super condensateur en maintenant constante sa tension nominale. Les deux sources (batterie et super condensateur) sont reliées au bus continu par l'intermédiaire de deux convertisseurs boost DC/DC. La commande consiste à piloter les rapports cycliques de chaque convertisseur. C'est un système non linéaire où la commande est multiplicative de l'état. L'approche classique consistant à résoudre les équations Francis-Byrnes-Isidori ne s'applique pas directement dans ce cas où la sortie et la matrice d'interconnection dépendent de la commande. De plus, si cette approche est bien adaptée au rejet de perturbations persistantes, elle montre ces limites pour le rejet de perturbations non persistantes combiné à des objectifs de régulation. Notre approche a consisté à écrire le système sous un formalisme Port-Controlled Hamiltonian et à s'affranchir de la contrainte de la dépendance de la matrice d'interconnection avec la commande en utilisant la théorie des perturbations singulières. La commande du système dégénéré peut ensuite être calculée par une approche passive. Les performances de cette commande ont été testées en simulation et à l'aide d'un banc d'essai expérimental. Les résultats montrent l'efficacité du système d'absorption des différents types de perturbation tout en respectant les deux objectifs de régulation. / This thesis presents the research of energy management in a battery/ultracapacitor hybrid energy storage system with exogenous disturbance in hybrid electric vehicular application. Transient and harmonic persistent disturbances are the two kinds of disturbances considered in this thesis. The former is due to the transient load power demand during acceleration and deceleration, and the latter is introduced from the process of the internal combustion engine torque ripples compensation. Our control objective is to absorb the disturbances causing battery wear via the ultracapacitor, and meanwhile, to maintain a constant DC voltage and to compensate the self-discharge in the ultracapacitor to maintain it operating at the nominal state of charge. The object system is nonlinear due to the multiplicative relation between the input and the state. The traditional approach to solve Francis-Byrnes-Isidori equations cannot be directly applied in this case since the interconnect matrix depends on the control input. Besides, even if this approach is well suited to the rejection of persistent disturbances, it shows the limits for the case of non-persistent disturbances which is also our object. Our contributed control method is realized through a cascade control structure based on the singular perturbation theory. The ultracapacitor current with the fastest motion rate is controlled in the inner fast loop through which we impose the desired dynamic to the system. The reduced system controlled in the outer slow loop is a Hamiltonian system and the controller is designed via interconnection and damping assignment. Simulations and experiments have been carried out to evaluate the control performance. A contrast of the system responses with and without the control algorithm shows that, with the control algorithm, the ultracapacitor effectively absorbs the disturbances; and verifies the effectiveness of the control algorithm.