Texte remanié de: Thèse de doctorat--Paris. / Bibliogr. p. 275-288. Index.

Yes / Manufacturing is a global activity that started during the industrial revolution in the late 19th century to cater for the large-scale production of products. Since then, manufacturing has changed tremendously through the innovations of technology, processes, materials, communication and transportation. The major challenge facing manufacturing is to produce more products using less material, less energy and less involvement of labour. To face these challenges, manufacturing companies must have a strategy and competitive priority in order for them to compete in a dynamic market. A review of the literature on the decomposition of manufacturing processes outlines three main processes, namely: high volume, medium volume and low volume. The decomposition shows that each sub process has its own characteristics and depends on the nature of the firm’s business. Two extreme processes are continuous line production (fast extreme) and project shop (slow extreme). Other processes are in between these two extremes of the manufacturing spectrum. Process flow patterns become less complex with cellular, line and continuous flow compared with jobbing and project. The review also indicates that when the product is high variety and low volume, project or functional production is applied. / The financial support by the Malaysian Government, Universiti Malaysia Pahang and Bradford University for this research is gratefully acknowledged.

La chromatographie à lit mobile simulé (procédé SMB) est une technique de séparation bien maîtrisée dans certains secteurs traditionnels tels que la séparation de sucres et d’hydrocarbures. Cependant, son application à la séparation de composés à haute valeur ajoutée dans l’industrie pharmaceutique pose de nouveaux problèmes liés à la nature des produits à séparer ainsi qu'aux exigences plus strictes en matière de pureté et de quantités produites. Les principaux problèmes ouverts sont notamment la détermination des conditions de fonctionnement optimales, la conception de structures robustes de régulation, et le développement d’un système de supervision permettant la détection et la localisation de dégradations de fonctionnement. Ces tâches requièrent l’usage d’un modèle mathématique du procédé ainsi qu’une méthodologie d’estimation paramétrique. L’étude et le développement des modèles mathématiques pour ce type d’installation ainsi que l’estimation des paramètres des modèles sur base de mesures expérimentales constituent précisément l’objet de nos travaux de doctorat. Les modèles mathématiques décrivant les procédés SMB consistent en les bilans massiques des composés à séparer. Ce sont des modèles à paramètres distribués (décrit par des équations aux dérivées partielles). Certains ont un comportement dynamique de type hybride (c'est-à-dire faisant intervenir des dynamiques à temps continu et des événements discrets). Quelques modèles ont été développés dans la littérature. Il s’agit de sélectionner ceux qui paraissent les plus intéressants au niveau de leur temps de calcul, de leur efficacité et du nombre de paramètres à déterminer. En outre, de nouvelles structures de modèles sont également proposées afin d’améliorer le compromis précision / temps de calcul. Ces modèles comportent généralement certains paramètres inconnus. Ils consistent soit, en des grandeurs physiques mal définies au départ des données de base, soit, en des paramètres fictifs, introduits à la suite d'hypothèses simplificatrices et englobant à eux seuls un ensemble de phénomènes. Il s’agit de mettre au point une procédure systématique d’estimation de ces paramètres requérant le moins d’expériences possible et un faible temps de calcul. La valeur des paramètres est estimée, au départ de mesures réelles, à l'aide d'une procédure de minimisation d'une fonction de coût qui indique l’écart entre les grandeurs estimées par le modèle et les mesures. La sensibilité du modèle aux écarts sur les paramètres, ainsi que l’identifiabilité du modèle (possibilité de déterminer de manière univoque les paramètres du modèle) sur la base de mesures en fonctionnement normal sont étudiées. Ceci fournit un critère de comparaison supplémentaire entre les différents modèles et permet en outre de déterminer les conditions expérimentales optimales (choix du type d’expérience, choix des signaux d’entrée, choix du nombre et de la position des points de mesures…) dans lesquelles les mesures utilisées lors de l’estimation paramétrique doivent être relevées. De plus, les erreurs d’estimation sur les paramètres et les erreurs de simulation sont estimées. La procédure choisie est ensuite validée sur des données expérimentales recueillies sur un procédé pilote existant au Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer systeme (Magdebourg, Allemagne).

Thesis (M.E.T.)--University of Canterbury, 2006. / Typescript (photocopy). Includes bibliographical references. Also available via the World Wide Web.

In shape modeling applications, \emph{deformation} is the process of applying a continuous, non-affine transformation to a shape. The definition of the deformation should be independent of the representation of the shape. In practice, the shape is often represented by its boundary, which is defined by a set of vertices and by connectivity information. The transformation is often applied to these points. A deformation algorithm takes the orginal shape and designer's choices as inputs, and outputs the deformed shape. This dissertation dedicates to introducing \emph{spine-based deformation}: Any distortion to the shape is controlled by a low dimensional proxy, which is a spine curve or surface. Considering a sometimes important constraint to preserve the shape's volume during deformation, this thesis addresses a suite of problems in spine-based deformation with local volume preservation, meaning that the volume of any subset of the shape is preserved. Although our deformation model may be applied to the control points or vertices of a surface model that is not a water tight boundary of a solid, in this thesis, the term shape will refer to a solid model which has a clearly defined interior and volume. Previously proposed local or global volume compensation techniques are typically based on iterations that introduce a complexity bilinear in the numbers of vertices and iterations. we present a family of closed-form solutions for shape deformation with mathematically exact local volume preservation, and demonstrate their power in the context of interactive bending, rotating, sliding or stretching a 2D or 3D shape. The overall complexity is linear in the number of vertices. Proposed spine-based deformation framework adopts the following assumptions in geometric modeling: -- When the spine is a curve, a plane normal to the spine curve remains normal to the spine curve after deformation. The parameter associated with the point at which the plane intersects the curve is unchanged. -- When the spine is a surface, a line normal to the spine surface remains normal to the spine surface after deformation. The parameters associated with the point at which the line intersecting the plane remain unchanged. With these assumptions, we compute the closed-form formulation for the deformation that guarantees local volume preservation and is expressed using real roots of low degree polynomials and simple point and vector expressions. Due to its simplicity, our solution may be used to deform complex models in realtime during interactive manipulation or during animation, where the behavior of the spine has been designed or is computed in realtime through simulation.

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Ce travail de thèse s’est porté sur le développement technologique d’un laboratoire sur puce permettant la caractérisation ultrasonore de milieux biologiques en canal microfluidique grâce à des transducteurs de ZnO fonctionnant à une fréquence centrale de 1 GHz. Ce système permet de caractériser, par la transmission d’ondes longitudinales de volume au travers de ce canal, les propriétés mécaniques du milieu sous investigation. Les ondes de volume sont guidées dans une direction parallèle à la surface du substrat grâce à l’introduction de miroirs à 45° obtenus par gravures humides. Cette thèse s’est portée plus particulièrement sur les développements technologiques des briques de base (transducteur ultrasonore en couche mince, miroirs acoustiques, canal microfluidique, lentille cylindrique) ainsi que leur intégration dans un laboratoire sur puce à base de silicium et PDMS. Ces élément ont été étudiés et optimisés afin de réussir le guidage d’ondes dans le substrat de silicium vers le canal microfluidique d’un transducteur émetteur vers un transducteur récepteur. Ce système a permis de réaliser des essais de détection de particules, des mesures de concentration de milieu de référence et également de faire des premières mesures sur des liquides biologiques grâce à l’utilisation de lentilles cylindriques obtenues par gravure plasma. / This thesis presents an acoustofluidics platform for elastic characterization of biological samples using ultra high frequency (~1GHz) ultrasonic bulk acoustic waves (BAW). Passive 45° mirror planes obtained by wet chemical etching can be used to control bulk acoustic wave to transmit in the directions parallel to the surface of the silicon wafer. Zinc oxide (ZnO) thin film transducers were deposited by radio frequency sputtering on the other side of the wafer, which act as emitter/receiver after aligned with the mirrors. A microchannel fabricated using ICP technology was inserted between 45° mirror and vertical mirrors to realize the real time biosensing applications. To validate the design and technology of the silicon and PDMS-based platform, the propagation of bulk acoustic waves through the microfluidic channel was studied. This lab-on–a-chip platform was used to characterize different concentrations of chemical solutions in the microfluidic channel and detect latex particles passing through the channel. Moreover, with this design, a confocal cylindrical lens using ICP technology was integrated in the microsystem. The confocal lens controls the phase of acoustic waves for focusing which is used to characterize and detect biosamples (e.g. blood cells), especially on-line to evaluate the concentration of red blood cells.