Une bonne planification et un bon contrôle des opérations ayant lieu dans une aluminerie sont cruciaux pour atteindre un haut niveau de performance et de productivité dans l'usine. Compte tenu du grand nombre de processus impliqués dans le secteur de l’électrolyse, de leur complexité ainsi que de leurs interrelations, il est loin d'être trivial d'évaluer les impacts causés par un changement d’ampérage dans les cuves d’électrolyse sur la capacité opérationnelle de l’usine. Dans le présent travail, un modèle de simulation basé sur la méthode à événements discrets est développé pour analyser la gestion des opérations dans le secteur de l’électrolyse. Les entrées du modèle sont l’aménagement des installations, les horaires de travail, les temps de déplacements et de traitement, la disponibilité et la capacité des équipements tels que les creusets, les ponts roulants, etc., et la liste des cuves à traiter en fonction des demandes de la fonderie. Le modèle a été validé avec les données de l'usine. Les résultats de la simulation incluent des détails sur les opérations effectuées au cours d’une période de 12 heures, soit le temps d'un quart de travail et le moment où elles ont été complétées. La simulation fournit également des informations pertinentes telles que l'incapacité opérationnelle à respecter la planification. En se basant sur le contexte actuel de l’aluminerie Alcoa Deschambault, la recherche permet de démontrer qu'il est possible, avec les ressources actuelles, de soutenir des augmentations de 5% et 10% d’ampérage dans les cuves d’électrolyse. Les travaux contribuent de plus à démontrer la façon de déployer correctement des véhicules autoguidés pour le transport des anodes afin de bien répondre aux besoins de l’entreprise. Le modèle de simulation proposé dans ce mémoire peut donc être considéré comme un outil puissant d’aide à la décision pour tester différents scénarios et ainsi conduire à des décisions bénéfiques à court et à long terme. / A good planning and control of the operations involved in a smelter is crucial for achieving a high-level of performance and productivity for the plant. Given the large number of processes involved in a smelter, as well as their complexity and interrelationships, it is far from trivial to evaluate the real impact that a change to the cell amperage may have on work organization and schedules, equipment capacities and replacement, etc. In the present work, a simulation model based on the discrete event method is developed to analyze the operations management in a potroom. The inputs to the model are the plant layout, the work schedule, the travel and process times, the availability and the capacity of equipment such as crucibles, cranes, etc., and the list of required cells to be tapped, based on the cast house requirements. The model was validated with plant data. Results of the simulation include some details concerning the operations performed within a 12-hour period, a work shift duration, and the time at which they were completed. The simulation also provides information such as the operational incapacity to respect the planning when applicable. Based on the actual context of the Alcoa Deschambault’s smelter, the research demonstrates that it is possible, with current resources, to support an increase of 5% or 10% of amperage. Furthermore, it shows how auto-guided vehicles for the transport of the anodes could be implemented regarding the needs of the company. The proposed simulation model can therefore be viewed as a powerful tool to test different scenarios and lead towards profitable short-term and long-term planning decisions.

Dans le contexte industriel d'aujourd'hui, la compétitivité est fortement liée à la performance de la chaîne d'approvisionnement. En d'autres termes, il est essentiel que les unités d'affaires de la chaîne collaborent pour coordonner efficacement leurs activités de production, de façon a produire et livrer les produits à temps, à un coût raisonnable. Pour atteindre cet objectif, nous croyons qu'il est nécessaire que les entreprises adaptent leurs stratégies de planification, que nous appelons comportements, aux différentes situations auxquelles elles font face. En ayant une connaissance de l'impact de leurs comportements de planification sur la performance de la chaîne d'approvisionnement, les entreprises peuvent alors adapter leur comportement plutôt que d'utiliser toujours le même. Cette thèse de doctorat porte sur l'adaptation des comportements de planification des membres d'une même chaîne d'approvisionnement. Chaque membre pouvant choisir un comportement différent et toutes les combinaisons de ces comportements ayant potentiellement un impact sur la performance globale, il est difficile de connaître à l'avance l'ensemble des comportements à adopter pour améliorer cette performance. Il devient alors intéressant de simuler les différentes combinaisons de comportements dans différentes situations et d'évaluer les performances de chacun. Pour permettre l'utilisation de plusieurs comportements dans différentes situations, en utilisant la technologie à base d'agents, nous avons conçu un modèle d'agent à comportements multiples qui a la capacité d'adapter son comportement de planification selon la situation. Les agents planificateurs ont alors la possibilité de se coordonner de façon collaborative pour améliorer leur performance collective. En modélisant les unités d'affaires par des agents, nous avons simulé avec la plateforme de planification à base d'agents de FORAC des agents utilisant différents comportements de planification dits de réaction et de négociation. Cette plateforme, développée par le consortium de recherche FORAC de l'Université Laval, permet de simuler des décisions de planification et de planifier les opérations de la chaîne d'approvisionnement. Ces comportements de planification sont des métaheurisciques organisationnelles qui permettent aux agents de générer des plans de production différents. La simulation est basée sur un cas illustrant la chaîne d'approvisionnement de l'industrie du bois d'œuvre. Les résultats obtenus par l'utilisation de multiples comportements de réaction et de négociation montrent que les systèmes de planification avancée peuvent tirer avantage de disposer de plusieurs comportements de planification, en raIson du contexte dynamique des chaînes d'approvisionnement. La pertinence des résultats de cette thèse dépend de la prémisse que les entreprises qui adapteront leurs comportements de planification aux autres et à leur environnement auront un avantage concurrentiel important sur leurs adversaires.

Typiquement, un réseau de création de valeur dans l'industrie du meuble en bois, est composé de fournisseurs de billes de bois, de scieries, de séchoirs, d'usines de meubles, de centres de distribution et de détaillants. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'étude du réseau qui assure l'approvisionnement des usines de meubles en bois. La problématique à laquelle font face les entreprises de ce réseau se situe principalement au niveau de la synchronisation des flux de matière. Ces derniers doivent respecter les contraintes de capacité, de procédés, de transport et la diversité des produits, pour satisfaire la demande. La planification, dans ce contexte, repose sur une vision locale ce qui affecte la performance globale du réseau. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle de planification intégrée dans un contexte, multifoumisseurs, multiusines, multiproduits, multiclients et multipériodes, qui vise la synchronisation des flux, et la maximisation de la performance globale tout en respectant les différentes contraintes du réseau. Nous proposons un modèle générique du problème de planification intégrée qui permet de déterminer les décisions tactiques d'approvisionnement, d'inventaire, de flux de matière et de sous-traitance. Ce modèle est un programme linéaire mixte en nombres entiers de grande taille. Nous avons développé une heuristique basée sur la décomposition dans le temps qui exploite l'aspect multipériodes du problème de planification. Nous avons aussi proposé deux solutions basées sur la décomposition de Benders et la décomposition croisée pour réduire le temps de résolution. Enfin, ce modèle a été validé en utilisant les données réelles de l'entreprise partenaire du projet et les résultats, montrent des réductions potentielles du coût total des opérations de l'ordre de 22%. L'approche de planification intégrée adoptée ainsi que les méthodes de résolution proposées dans cette thèse peuvent être exploitées pour la planification des réseaux dans d'autres secteurs d'activités ayant des similarités avec la problématique traitée dans cette thèse.

Le patrimoine industriel façonne le paysage de nombreuses villes au Québec au 20e siècle. L'industrie des pâtes et papiers et les villes papetières sont notamment des cas représentatifs issus de la deuxième révolution industrielle à la fin du 19e siècle au Québec fondée sur l'essor de l'hydroélectricité et l'extraction des ressources naturelles. En tout, 125 établissements papetiers ont été édifiés en sol québécois depuis 1805. En 2001, il en existait 62 en exploitation tandis qu'en 2021, il n'en restait que 38. Le présent mémoire propose de caractériser l'implantation, la transformation et les réalités morphologiques existantes des établissements papetiers au Québec à travers autant d'échelles dimensionnelles d'analyses que de sous-objectifs : le territoire, la ville papetière, le tissu urbain et l'usine. La caractérisation morphologique concerne les usines construites pendant la période de forte croissance (1880-1930) et aborde prioritairement le tissu spécialisé, mais suggère une première ébauche typologique du tissu urbain de base. La finalité de la recherche est de nourrir un regard prospectif sur la requalification éventuelle de sites post-industriels. Ce projet confronte trois lacunes dans la littérature récente : le silence relatif au sujet de l'aménagement des friches post-industrielles ; l'importance donnée à l'histoire sociale de ces territoires industrialisés négligeant les enjeux urbains et architecturaux dans leur caractérisation morphologique ; et l'omniprésence du domaine affectif dans les analyses patrimoniales conventionnelles orientées vers les objets d'exception plutôt que le caractère commun. Prenant racine dans un cadre d'analyse mixte issu de la morphologie urbaine - combinaison des approches historico-descriptive, typo-morphologique et historico-géographique -, l'étude porte sur la forme urbaine en tant que patrimoine vivant. L'analyse à l'échelle territoriale porte sur toutes les usines construites depuis 1805 (N=125), tandis que la caractérisation morphologique aborde le phénomène à la fois de manière synchronique et diachronique à l'échelle des systèmes de structure, des structures d'éléments et des éléments agrégés à l'aide d'un échantillonnage intentionnel (n=16). La lecture comparée permet d'éclairer les récurrences et les exceptions pour définir des typologies. En somme, l'examen des données principalement cartographiques permet d'expliquer les phénomènes urbains et architecturaux propres au domaine des pâtes et papiers en plus de nuancer le concept connu de « ville de compagnie ». Le mémoire s'ouvre sur le potentiel que présente la compréhension élargie des phénomènes architecturaux et urbains dans leur relation à l'espace entre bâtiments, parcelles et formes urbains afin de mettre en lumière les futures interventions à apporter sur le cadre bâti de demain. De plus, cette analyse profitera à une éventuelle vie urbaine de meilleure qualité en améliorant l'utilisation et la planification des sites vacants ou qui le seront prochainement. / Industrial heritage shaped the urban landscape of many Quebec cities and towns in the 20th century. During the second industrial revolution (1880-1940), the pulp and paper industry in Quebec developed out of initial advantages that enabled industrial production, including the growth of new cities and neighbourhoods. A total of 125 paper mills were built since 1805. In 2001, only 62 remained in operation while in 2021, there were only 38. This master's thesis suggests characterising the implantation, transformation and existing morphological realities of paper mills in Quebec through as many dimensional scales of analysis as sub-objectives: the territory, the city, the urban fabric and the mill itself. The morphological characterisation concerns the mills built during the period of string growth (1880-1930) and primarily addresses the specialised fabric but suggests a typology of basic urban fabric. The purpose of the research is to provide a look forward on the possible requalification of urban post-industrial sites. This study confronts three gaps in recent literature: the relative silence about the transformation of the post-industrial brownfields ; the place given to social history neglecting urban and architectural issues in their characterisation ; and the omnipresence of the affective domain in conventional heritage analyses oriented towards exceptional objects rather than common character. Taking roots in a mixed framework borrowed from urban morphology - a combination of historical-descriptive, typo-morphological and historical-geographical approaches -, the study addresses the urban form as a living heritage. The analysis at the territorial level covers all mills built since 1805 (N=125). Using intentional sampling (n=16), the morphological analysis addresses the phenomenon at the scale of the structural systems, structures of elements and aggregated elements both in a synchronic and a diachronic way. Comparative reading allows to note recurrences and exceptions to define typologies. Finally, the examination of cartographic data explains the urban and architectural phenomena specific to the pulp and paper field, in addition to nuance the known concept of « company town ». The thesis opens on the potential of a broader understanding of architectural and urban schemes in their relationship to space, plots and urban forms to highlight future interventions on the built environment for future generations. Also, this analysis will benefit a possible better urban life by improving the land use and planning of vacant sites or those that will soon be.

Au cours du siècle actuel, la mondialisation a poussé les unités de production traditionnelles à se transformer en réseaux de fabrication. Avec des demandes de marché diverses, des évolutions technologiques et des coûts de main-d'œuvre variables selon les régions, les usines décentralisées offrent une flexibilité pour s'adapter à ces variations et obtenir des avantages concurrentiels. Par conséquent, la littérature sur la gestion de la production distribuée est vaste ; cependant, elle repose sur l'hypothèse que chaque usine du réseau est capable d'effectuer diverses tâches. Cette thèse examine une nouvelle configuration multi-usines dans laquelle chaque usine se voit attribuer une tâche spécifique au sein du réseau. Dans ce scénario, les usines des fournisseurs non identiques produisent différents composants des produits finaux dans la première étape. Chaque fournisseur est qualifié pour fabriquer un ensemble spécifique de composants. Dans la deuxième étape, les composants sont assemblés en produits finaux dans l'usine d'assemblage. Cette configuration des usines peut être observée dans l'industrie électronique comme le processus de fabrication des ordinateurs portables. L'objectif principal de cette recherche est de planifier les tâches dans toutes les usines de manière à minimiser le temps de réalisation de l'ensemble du processus. À cette fin, un modèle de programmation en nombres entiers mixtes est proposé. Pour traiter des instances plus importantes, un algorithme par séparation et évaluation, ainsi que des méthodes heuristiques constructives, sont développés. Les études computationnelles mettent en évidence l'efficacité des méthodes proposées. Le deuxième objectif de cette thèse est de garantir des performances ponctuelles au sein du réseau, dans le but de satisfaire les clients grâce à une livraison juste-à-temps. À cette phase, une fenêtre de temps est considérée pour chaque produit final. Si un produit est terminé plus tôt que sa fenêtre de temps, une pénalité de précocité est imposée. Si un produit est terminé plus tard que sa fenêtre de temps, il y aura une pénalité de retard. L'objectif est de terminer les produits aussi près que possible de leur fenêtre de temps pour minimiser la somme des pénalités de précocité et de retard. Un modèle de programmation linéaire en nombres entiers mixtes est développé pour trouver la solution optimale pour des problèmes de petite taille. Pour traiter des instances plus importantes, une heuristique de recherche locale itérative sont proposées. Les expériences computationnelles montrent que les méthodes de recherche locale itérative sont très efficaces, surpassant la méthode de recherche itérative bien connue dans la littérature. Le troisième objectif de la thèse consiste à intégrer des activités de maintenance préventive et corrective dans le processus de prise de décision. À cette phase, on suppose que les machines chargées de traiter les composants sont susceptibles de tomber en panne, et que leur temps de défaillance suit une distribution de probabilité de Weibull. Face à la complexité des modèles d'optimisation stochastiques résultants, nous proposons un algorithme de décomposition utilisant un solveur exact. Cette approche décompose le modèle principal en sous-problèmes de plus petites tailles, réduisant ainsi les défis computationnels. L'efficacité de cet algorithme est comparée au logiciel CPLEX largement adopté, et ce, en utilisant diverses instances. Dans nos analyses de sensibilité, nous évaluons les performances de notre modèle stochastique intégré par rapport à des travaux issues de la littérature. Les résultats sont discutés de manière approfondie, offrant des éclairages sur les implications des contributions de la thèse en industrie manufacturière. / In the current century, globalization has prompted traditional production units to create a network for manufacturing. With diverse market demands, technological shifts, and labor expenses across regions, decentralized factories offer flexibility to adapt such variations and gain competitive advantages. Consequently, the literature on distributed production management is extensive; however, it relies on the assumption that each factory in the network is capable of performing various tasks. This thesis investigates a new multi-factory configuration in which each factory is preassigned a specific task within the network. In this scenario, the non-identical supplier factories produce different components of the final products in the first stage. Each supplier is qualified to manufacture a specific set of components, hence, there is no decision about assigning the components to potentially suitable factories. In the second stage, the components are assembled into final products in the assembly factory. This configuration of the factories can be observed in electronic industry such as laptop manufacturing process. The primary objective of this research is to schedule the jobs in all factories in a way that minimizes the makespan of the entire process. For this purpose, a mixed integer programming model is proposed. To deal with larger instances, a branch-and-bound algorithm, and constructive heuristic methods are developed. Computational studies highlight the accuracy of the proposed methods. The second objective of this thesis is to ensure timely performance within the network, aiming to fulfill customer satisfaction through just-in- time delivery. In this phase, for each final product a due window is considered. If a product is finished earlier than its due window, an earliness penalty occurs. If a product is finished later than its due window, tardiness penalty occurs. The objective is to complete the products as close as possible to their due window to minimize the sum of earliness and tardiness penalty. A mixed integer linear programming model is developed for this problem which can find the optimal solution for small-size problems. To deal with larger instances, iterated local search methods equipped with local search heuristic are proposed. Computational experiments show that the iterated local search methods are very efficient outperforming the well-known iterated greedy method in literature. The third objective of the thesis involves integrating both preventive and corrective maintenance activities into the decision-making process. In this phase, it is assumed that the machines responsible for processing components are susceptible to failure, and their failure time follows a Weibull probability distribution. To navigate the complexity of these optimization models, we propose a decomposition algorithm employing an exact solver. This approach breaks down the main model into smaller subproblems, reducing computational challenges. The effectiveness of this algorithm is compared against the widely adopted CPLEX software, including various instances. In our sensitivity analyses, we assess the performance of our integrated stochastic model against benchmarks from the literature. The findings are comprehensively discussed, offering insights into the implications for manufacturing industries.

Dans le présent projet, on cherche à évaluer le potentiel de récupération et d'intégration des déchets thermiques dans une usine de production primaire d'aluminium. Il s'agit en premier lieu de «cartographier» la chaleur et les températures en jeu; c'est-à-dire construire un inventaire détaillé des rejets thermiques, mais aussi de la consommation de chaleur dans divers bâtiments ou procédés. L'ensemble de l'usine est inclus dans l'analyse: cuves d'electrolyse, secteur de production des anodes, centre de coulée, entrepôts, bureaux, etc. En second lieu, il s'agit d'examiner les procédés qui dissipent de la chaleur pour déterminer les limites therrmodynamiques qui s'appliquent à la récupération thermique. L'analyse exergétique est employée afin d'établir pleinement les possibilités d'intégration thermoénergétiques. L'aluminerie considérée est celle d'Alcoa Deschambault Québec (ADQ). Les résultats montrent que le potentiel d'intégration réelle de la chaleur identifié en usine est faible dû i) aux équipements et technologies de récupération et intégration thermique accessibles et ii) à une demande limitée pour la chaleur de basse/moyenne température. Il n'en reste pas moins qu'il est actuellement possible thermodynamiquement de satisfaire les besoins de chauffage ambiant à l'usine d'ADQ avec les rejets thermiques contenus dans les gaz d'échappements des cuves. Aussi, -10 MW de puissance pourrait être généré en continu avec la chaleur identifiés dans les secteurs d'électrolyse, de cuisson des anodes, et de coulée, compte tenu de l'efficacité des machines thermiques disponibles sur le marché.

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l'Université Laval comme exigence partielle du programme de maîtrise en médecine expérimentale offert à l'Université du Québec à Chicoutimi en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université Laval pour l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)" / L'asthme est un trait complexe et son développement serait associé à différents facteurs tant environnementaux que génétiques. L'interaction entre ces facteurs a précédemment été associée au développement et à la persistance du phénotype. Une analyse des polymorphismes situés au niveau des gènes précédemment associés à l’asthme et à un environnement particulier a été effectuée dans la collection familiale asthmatique du Saguenay-Lac-Saint-Jean (étude SLSJ). L’environnement de cette région est caractérisé, entre autres, par la présence d ’industries de l’aluminium et de pâtes et papiers. Une stratification selon la proximité entre ces industries et le lieu de résidence des individus a été effectuée afin de déterminer l’impact de ces environnements sur la susceptibilité de certains déterminants génétiques sur le développement de l’asthme. Les résultats ont démontré une seule association pour un polymorphisme du gène Catalase (CAT) avec l’asthme dans l’étude SLSJ. La stratification en fonction de la distance physique de résidence par rapport aux industries n 'a pas permis d ’associer de nouveaux déterminants génétiques à l'asthm e ou d ’accroître la significativité de l’association entre CAT et l’asthme. Ces résultats suggèrent que CAT est associée à l’asthme dans l’étude SLSJ indépendamment de la proximité aux industries et donc de l’exposition à un environnement "à risque".

La traduction locale permet un contrôle spatial de l'expression des gènes. Dans ce travail, j'ai participé à deux cribles de localisation d'ARNm concernant plus de 1000 transcrits. Le premier était un crible double ARNm/protéine qui utilisait une approche de BAComics pour co-détecter les ARNm et la protéine pour laquelle ils codent. Le second a été réalisé à l'aide d'une nouvelle approche smFISH à haut-débit et a analysé tous les ARNm codant pour des protéines centrosomales et des régulateurs mitotiques. Le premier crible a révélé des cas de traduction locale dans divers compartiments subcellulaires, et notamment au niveau des protrusions cytoplasmiques, des centrosomes, de l’appareil de Golgi, des endosomes et des pores nucléaires, ce qui n'avait jamais été décrit auparavant. De manière remarquable, la traduction du peptide naissant était nécessaire pour le transport de nombreux transcrits localisés. De plus, j'ai montré que plusieurs ARNm (tels que ASPM et DYNC1H1) sont traduits dans des structures dédiées appelées usines de traduction.Le deuxième crible a révélé 8 transcrits localisés et traduits au niveau des centrosomes. J'ai montré que la localisation de ces 8 transcrits est régulée par le cycle cellulaire et qu'elle nécessite également la traduction du polypeptide naissant. En utilisant le gène ASPM comme modèle, j'ai visualisé des ARNm et des polysomes uniques avec les systèmes MS2 et SunTag, respectivement. Cela a révélé un transport dirigé des polysomes ASPM vers les centrosomes au début de la mitose, lorsque cet ARNm commence à être localisé. Ces données fournissent des preuves fortes d'un mécanisme de ciblage co-traductionnel dépendant de moteurs moléculaires ainsi que de la protéine naissante. Cela va à l'encontre du dogme actuel selon lequel le transport d'ARNm est un processus basé sur l'ARN et agissant sur des molécules réprimées pour la traduction. En revanche, cela suggère que des mécanismes tels que celui utilisé par le SRP sont plus répandus qu'on ne le pensait auparavant. / Local translation allows a spatial control of gene expression. Here, I participated in two mRNA localization screens imaging more than 1000 transcripts in total: (i) the first was a dual mRNA/protein screen that used a BAComics approach to co-detect mRNAs and the protein they encode; (ii) the second was done using a new high-throughput smFISH approach to screen all genes that encode centrosomal proteins and mitotic regulators. The first screen revealed cases of local translation at various subcellular compartments including cytoplasmic protrusions, centrosomes, Golgi, endosomes and the nuclear pore, which was never described before. Remarkably, translation of the nascent peptide was required for the transport of many localized transcripts. In addition, I showed that several mRNAs (such as ASPM and DYNC1H1) are translated in dedicated structures called translation factories.The second screen revealed 8 transcripts that are localized and translated at the centrosome. I showed that the localization of these 8 transcripts is regulated by the cell cycle, and that it also requires translation of the nascent polypeptide. Using the endogenous ASPM gene as a model, I imaged single mRNAs and polysomes with the MS2 and SunTag systems, respectively. This revealed a directed transport of ASPM polysomes towards centrosomes at the onset of mitosis, when this mRNA starts localizing. These data provide definitive evidence for a co-translational targeting mechanism dependent on motors as well as the nascent protein. This argues against the current dogma that mRNA transport is an RNA-based process acting on translationally repressed molecules. Instead, it suggests that SRP-like mechanisms are more widespread than previously thought.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2013

Ce mémoire analyse les pratiques actuelles concernant le servIce de maintenance et de télémaintenance, tout particulièrement dans un contexte industriel. Bien que la télémaintenance commence à être un concept connu et appliqué dans certains types d'industries, elle est rarement considérée dans les étapes de conception comme un élément de différenciation à offrir au client, et par conséquent devant être un livrable des projets de développements de nouveaux produits. Par le biais de l'étude d'un cas réel d'une industrie manufacturière, ce mémoire présente un modèle pour intégrer cet élément de différenciation au sein des processus de conception des entreprises manufacturières qui désirent se démarquer de ses compétiteurs de façon stratégique. Le cas de la Corporation STERIS Canada présenté dans ce travail explique comment améliorer l'approche classique de développement de produits actuellement en place, en intégrant les éléments de retour d'expérience client conjointement à la télémaintenance.