Yes / In this paper, the Chebychev spectral collocation method is applied for the thermal analysis of convective-radiative straight fins with the temperature-dependent thermal conductivity. The developed heat transfer model was used to analyse the thermal performance, establish the optimum thermal design parameters, and also, investigate the effects of thermo-geometric parameters and thermal conductivity (nonlinear) parameters on the thermal performance of the fin. The results of this study reveal that the rate of heat transfer from the fin increases as the convective, radioactive, and magnetic parameters increase. This study establishes good agreement between the obtained results using Chebychev spectral collocation method and the results obtained using Runge-Kutta method along with shooting, homotopy perturbation, and adomian decomposition methods.

In this study we investigate the propagation of uncertainties in the input forces through a mechanical system. The system of interest was a wheel loader, but the methodology developed can be applied to any multibody systems. The modeling technique implemented focused on efficiently modeling stochastic systems for which the equations of motion are not available. The analysis targeted the reaction forces in joints of interest. The modeling approach developed in this thesis builds a foundation for determining the uncertainties in a Caterpillar 980G II wheel loader. The study begins with constructing a simple multibody deterministic system. This simple mechanism is modeled using differential algebraic equations in Matlab. Next, the model is compared with the CAD model constructed in ProMechanica. The stochastic model of the simple mechanism is then developed using a Monte Carlo approach and a Linear/Quadratic transformation method. The Collocation Method was developed for the simple case study for both Matlab and ProMechanica models. Thus, after the Collocation Method was validated on the simple case study, the method was applied to the full 980G II wheel loader in the CAD model in ProMechanica. This study developed and implemented an efficient computational method to propagate computational method to propagate uncertainties through "black-box" models of mechanical systems. The method was also proved to be reliable and easier to implement than traditional methods. / Master of Science

A collocation technique in non-polynomial spline space is presented to approximate solutions of singular neutral functional differential equations (SNFDEs). Using solution representations and general well-posedness results for SNFDEs convergence of the method is shown for a large class of initial data including the case of discontinuous initial function. Using this technique, an identification problem is solved for a particular SNFDE. The technique is also applied to other different examples. Even for the special case in which the initial data is a discontinuous function the identification problem is successfully solved. / Master of Science

Cette recherche constitue une première étape dans l’élaboration d’un dictionnaire de collocations du lexique scientifique transdisciplinaire (LST), conçu pour aider des étudiants ou des chercheurs dans la rédaction de discours scientifiques ou universitaires, quel que soit leur domaine d’études. Elle a permis de concevoir deux modèles originaux d’articles de dictionnaire donnant accès aux collocations de termes nominaux et verbaux caractéristiques du LST. Les modèles d’articles sont ensuite appliqués à la description d’un échantillon de termes nominaux : analyse, caractéristique, figure, hypothèse, rapport et résultat; et verbaux : décrire et étudier. Les articles conçus dans ce mémoire offrent un accès convivial aux collocations du LST en situation de rédaction. Ils ont l’avantage de proposer une organisation cohérente de ce lexique sur les plans syntaxique et sémantique. En outre, ils permettent de présenter les termes du LST dans des contextes variés, ce qui peut contribuer au développement de la compétence lexicale. / This research is the first step in the development of a collocations dictionary of “lexique scientifique transdisciplinaire” (LST), which is similar to the academic vocabulary, a collocations dictionary conceived to help students or researchers in scientific or academic writing, regardless of their field. In this research, we first developed two original models of dictionary articles which provide access to collocations of nouns and verbs characteristic of LST. Secondly, the models are used to describe a sample of nominal terms: analyse, caractéristique, figure, hypothèse, rapport, and résultat; and verbal terms: décrire, and étudier. The models developed in this thesis offer a convenient access to LST collocations in writing context. The advantage of these models is to propose a coherent organization of the lexicon in syntactic and semantic terms. In addition, they are made to present the LST terms in different contexts, which may contribute to the development of lexical competence.

Ces travaux s'articulent autour du calcul des solutions périodiques dans les systèmes dynamiques non linéaires, au moyen de méthodes numériques de continuation. La recherche de solutions périodiques se traduit par un problème avec conditions aux limites périodiques, pour lequel nous avons implémenté deux méthodes d'approximation : - Une méthode spectrale dans le domaine fréquentiel, l'équilibrage harmonique d'ordre élevé, qui repose sur une formulation quadratique des équations. Nous proposons en outre une extension de cette méthode aux cas de non-linéarités non rationnelles. - Une méthode pseudo-spectrale dans le domaine temporel, la collocation à l'aide fonctions polynômiales par morceaux. Ces méthodes transforment le problème continu en un système d'équations algébriques non linéaires, dont les solutions sont calculées par continuation à l'aide de la méthode asymptotique numérique. L'ensemble de ces outils, complétés d'une analyse linéaire de stabilité, sont intégrés au code de calcul MANLAB. Applications : Un modèle physique non-régulier de clarinette est étudié en détail : à partir de la branche de solutions statiques et ses bifurcations, on calcule les différentes branches de solutions périodiques, ainsi que leur stabilité et leurs bifurcations. Ce modèle est ensuite adapté au cas du saxophone, pour lequel on intègre une caractérisation acoustique expérimentale, afin de mieux tenir compte de la géométrie complexe de l'instrument. Enfin, nous étudions un modèle physique simplifié de violon, avec une non-régularité liée frottement de Coulomb. / Periodic solutions of nonlinear dynamical systems are the focus of this work. We compute periodic solutions through a BVP formulation, solved with two numerical methods: - a spectral method, in the frequency domain: the hogh-order Harmonic Balance Method, using a quadratic formulation of the original equations. We also propose an extension to nonrational nonlinearities. - a pseudo-spectral method, in the time domain : the arthogonal collocation at Gauss point, with piece-wise polynomial interpolation. Both methods lead to a system of nonlinear algebraic equations, and its solutions are computed by a continuation algorithm : the Asymptotic Numerical Method. These methods are embeded in the numerical package MANLAB, together with a linear stability analysis. Application We then apply these methods to physical models of several instruments : a clarinet, a saxophone, and a violin. The clarinet model contains a non-smooth contact between the reed and the mouthpiece. The study focuses on the evolution of frequency, loudness, and spectrum along the branch of periodic solutions when varying the mouth pressure. The saxophone model is very similar, but an experimental characterization of the bore is used in that case. Finally, the violin model with a non-smooth Coulomb contact law and a simplified resonator is studied, showing the variety of models that can be treated using this method.

Contexte : Le tissu biologique mou présente une organisation structurelle extrêmement complexe et est le siège de nombreux phénomènes d'échanges. De nombreuses applications s'étendant du diagnostic clinique à l'ingénierie tissulaire nécessitent la connaissance du comportement mécanique du tissu. A cette fin, de nombreuses approches plus ou moins satisfaisantes sont développées. Elles s'efforcent toutes de tenir compte de manière plus ou moins systématique de la microstructure du milieu. La considération du tissu biologique comme un milieu micromorphe donne des résultats probants dans sa particularisation au milieu micropolaire appliquée au tissu osseux. Il est donc fort probable que des résultats du genre soient obtenus pour d'autres tissus. Notre travail était orienté vers le tissu cardiaque et la problématique de l'infarctus ischémique. Dans ce contexte, il nous a semblé que la particularisation de comportement la mieux adaptée est celle d'un milieu à microdilatation. Travail réalisé : Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse est essentiellement numérique. Il a pour objectif de mettre en lumière les particularités de la réponse à une sollicitation extérieure d'un échantillon de milieu à microdilatation. Cette étape est essentielle pour l'analyse future des résultats d'expériences qui seront menées. Il a également pour objectif d'étudier les potentialités du modèle vis-à-vis du tissu cardiaque en considérant l'infarctus ischémique et la perte associée de la capacité d'éjection de volume sanguin. Les outils numériques d'analyse de tels milieux sont en plein développement. Il nous a fallu développer notre propre outil basé sur la LPI-BEM (Local Point Interpolation - Boundary Element Method). Du fait de la similitude des équations de champs associées, la validité de la stratégie numérique mise en oeuvre est testée sur le cas d'un matériau piézoélectrique. Ce choix n'est pas innocent car, dans l'avenir la considération du milieu piézoélectrique à microdilatation permettra d'analyser le cas d'une sollicitation électrique du tissu. Les détails de cette stratégie numérique originale sont consignés dans le chapitre 2 du mémoire. Le chapitre 3 est consacré à l'analyse de la robustesse de la méthode et aux particularités de la réponse d'un milieu à microdilatation. Le quatrième chapitre est consacré à l'application au tissu cardiaque. En se limitant au cas de petites déformations, on montre que le modèle est bien adapté à la représentation du comportement du tissu cardiaque. En effet, assimilant le ventricule gauche à une structure tubulaire, la fraction d'éjection du ventricule gauche (critère clinique d'insuffisance cardiaque) est fortement diminuée en présence d'une zone infarcie. Cette dernière est modélisée comme une région à frontière diffuse où les points matériels ont perdu leur capacité de « respirer ». Ces résultats sont prometteurs. Ils encouragent à poursuivre dans cette voie en prenant en compte le caractère anisotrope du tissu et en se plaçant dans le cadre des grandes déformations / Background: A soft biological tissue is subjected to numerous exchange phenomena and has an extremely complex structural organization. The knowledge of its mechanical behavior is required in many applications ranging from clinical diagnostic to tissue engineering. To achieve this goal, more or less satisfactory approaches are developed. They all seek to take into account in a more or less systematic manner the microstructure of the medium. Assuming that the biological tissue is a particular micromorphic medium (micropolar medium) leads to good results in the case bone tissue. It is therefore likely that the results of this kind will be obtained for other tissues. Our interest is on the heart tissue and the problem of ischemic heart attack. In this context, it seemed that the most appropriate behavior particularization is that of a microdilatation medium. Work done: The work presented in this thesis is essentially numerical. It aims to highlight the features of the response of microdilatation medium to an external mechanical load. This step is essential for the analysis of the experimental results to be conducted in the future. The work also aims to investigate the potentialities of the model with respect to the heart tissue regarding heart attack and the associated loss of the ability to eject sufficient blood volume. The numerical tools for the analysis of such media are in increasing development. We had to develop our own tool based on the LPI-BEM (Local Point Interpolation - Boundary Element Method). Because of the similarity of the associated field equations, the validity of the numerical strategy is assessed in the case of a piezoelectric material. This choice is not innocent because the piezoelectric medium with microdilatation will allow analyzing the case of an electrical solicitation of the tissue. The details of this original numerical approach are given in Chapter 2 of the thesis. Chapter 3 is devoted to the analysis of the robustness of the method and to the peculiarities of the response of a microdilatation medium. The fourth chapter is devoted to the application to the cardiac tissue. By limiting the study to the case of small strains, it is shown that the model is well suited to the representation of the behavior of cardiac tissue. Indeed, considering the left ventricle as a tubular structure, the left ventricle ejection fraction (clinical criterion of the heart failure) is greatly reduced in the presence of an infarcted area. The latter is modeled as a zone with diffuse boundary where the material points have lost their ability to "breath". These results are promising and encourage further investigations in this direction by taking into account the anisotropic nature of the tissue in a geometrically nonlinear context

Cette thèse porte sur l'optimisation et la commande prédictive des centrales de production d'énergie en utilisant des modèles physiques des installations. Les modèles sont réalisés à l'aide du langage Modelica, un langage équationnel adapté à la modélisation de systèmes multi-physiques. La modélisation de systèmes physiques dans ce langage est présentée dans une première partie, ainsi que les traitements symboliques réalisés par les compilateurs Modelica pour mettre les modèles sous une forme adaptée à l'optimisation. On présente dans une seconde partie le développement d'une méthode d'optimisation dynamique hybride pour les centrales de production d'énergie, qui fournit une trajectoire optimisée de l'installation sur un horizon long. Les trajectoires calculées incluent les trajectoires des commandes continues ainsi que les décisions d'engagement des différents équipements. L'algorithme d'optimisation combine la méthode de collocation et une méthode nommée Sum Up Rounding (SUR) pour la prise en compte des décisions d'engagement. Un algorithme de commande prédictive (MPC) est enfin introduit afin de garantir le suivi des trajectoires optimales et de prendre en compte en temps réel la présence de perturbations et les erreurs du modèle d'optimisation. L'algorithme MPC utilise des modèles linéarisés tangents générés automatiquement à partir du modèle non linéaire. / This thesis deals with hybrid optimal control and Model Predictive Control (MPC) of power plants by use of physical models. Models of the facilities are developped with Modelica, an equation based language tailored for modelling multi-physics systems. Modeling of physical systems with Modelica is introduced in a first part, as well as some of the symbolic processing done by Modelica compilers that transform the original model to a form suited for optimization. Then, a method to solve optimal control problems on hybrid systems (such as power plants) is presented. This methods provides an optimal trajectory for the power plant on a long horizon. The optimal trajectory computed by the method includes the trajectories of continuous inputs as well as switching decisions for components in the plant. The optimization algorithm combines the collocation method and a method named Sum Up Rounding (SUR) for dealing with switches. Finally, a Model Predictive Controller is developped in order to follow this optimal trajectory in real time, and to cope with disturbances on the actual system and modelling errors. The proposed MPC uses tangent linear models of the plant that are derived automatically from the nonlinear model.

Cette recherche constitue une première étape dans l’élaboration d’un dictionnaire de collocations du lexique scientifique transdisciplinaire (LST), conçu pour aider des étudiants ou des chercheurs dans la rédaction de discours scientifiques ou universitaires, quel que soit leur domaine d’études. Elle a permis de concevoir deux modèles originaux d’articles de dictionnaire donnant accès aux collocations de termes nominaux et verbaux caractéristiques du LST. Les modèles d’articles sont ensuite appliqués à la description d’un échantillon de termes nominaux : analyse, caractéristique, figure, hypothèse, rapport et résultat; et verbaux : décrire et étudier. Les articles conçus dans ce mémoire offrent un accès convivial aux collocations du LST en situation de rédaction. Ils ont l’avantage de proposer une organisation cohérente de ce lexique sur les plans syntaxique et sémantique. En outre, ils permettent de présenter les termes du LST dans des contextes variés, ce qui peut contribuer au développement de la compétence lexicale. / This research is the first step in the development of a collocations dictionary of “lexique scientifique transdisciplinaire” (LST), which is similar to the academic vocabulary, a collocations dictionary conceived to help students or researchers in scientific or academic writing, regardless of their field. In this research, we first developed two original models of dictionary articles which provide access to collocations of nouns and verbs characteristic of LST. Secondly, the models are used to describe a sample of nominal terms: analyse, caractéristique, figure, hypothèse, rapport, and résultat; and verbal terms: décrire, and étudier. The models developed in this thesis offer a convenient access to LST collocations in writing context. The advantage of these models is to propose a coherent organization of the lexicon in syntactic and semantic terms. In addition, they are made to present the LST terms in different contexts, which may contribute to the development of lexical competence.

Cette thèse porte sur l'optimisation et la commande prédictive des centrales de production d'énergie en utilisant des modèles physiques des installations. Les modèles sont réalisés à l'aide du langage Modelica, un langage équationnel adapté à la modélisation de systèmes multi-physiques. La modélisation de systèmes physiques dans ce langage est présentée dans une première partie, ainsi que les traitements symboliques réalisés par les compilateurs Modelica pour mettre les modèles sous une forme adaptée à l'optimisation. On présente dans une seconde partie le développement d'une méthode d'optimisation dynamique hybride pour les centrales de production d'énergie, qui fournit une trajectoire optimisée de l'installation sur un horizon long. Les trajectoires calculées incluent les trajectoires des commandes continues ainsi que les décisions d'engagement des différents équipements. L'algorithme d'optimisation combine la méthode de collocation et une méthode nommée Sum Up Rounding (SUR) pour la prise en compte des décisions d'engagement. Un algorithme de commande prédictive (MPC) est enfin introduit afin de garantir le suivi des trajectoires optimales et de prendre en compte en temps réel la présence de perturbations et les erreurs du modèle d'optimisation. L'algorithme MPC utilise des modèles linéarisés tangents générés automatiquement à partir du modèle non linéaire. / This thesis deals with hybrid optimal control and Model Predictive Control (MPC) of power plants by use of physical models. Models of the facilities are developped with Modelica, an equation based language tailored for modelling multi-physics systems. Modeling of physical systems with Modelica is introduced in a first part, as well as some of the symbolic processing done by Modelica compilers that transform the original model to a form suited for optimization. Then, a method to solve optimal control problems on hybrid systems (such as power plants) is presented. This methods provides an optimal trajectory for the power plant on a long horizon. The optimal trajectory computed by the method includes the trajectories of continuous inputs as well as switching decisions for components in the plant. The optimization algorithm combines the collocation method and a method named Sum Up Rounding (SUR) for dealing with switches. Finally, a Model Predictive Controller is developped in order to follow this optimal trajectory in real time, and to cope with disturbances on the actual system and modelling errors. The proposed MPC uses tangent linear models of the plant that are derived automatically from the nonlinear model.

Le vocabulaire tient toujours une place importante dans l’enseignement supérieur du français à titre de spécialité en Chine. Afin de connaître les apports des recherches scientifiques dans le domaine de l’enseignement/apprentissage du vocabulaire d’une langue étrangère et de trouver les assises théoriques pour notre travail, nous avons dressé un état des lieux en privilégiant des données essentielles sur l’aspect combinatoire des mots. Pour savoir quels seraient des acquis et problèmes relatifs au vocabulaire dans l’enseignement du français à titre de spécialité universitaire en Chine, nous avons analysé la pratique de l’enseignement du vocabulaire de deux professeurs chinois de français dans leurs cours de français élémentaire dont nous avons enregistré plusieurs séances. Les analyses montrent que l’importance particulière attachée à l’étude structurale des mots contribue à la forte compétence lexicale en compréhension orale et écrite des étudiants chinois de français et que la dominance de la méthode de traduction et la négligence des collocations ou des unités lexicales préfabriquées sont deux causes principales des difficultés que les étudiants chinois de français ont à mobiliser leurs ressources lexicales pour s’exprimer de manière appropriée. Pour renforcer la compétence lexicale en production des étudiants chinois de français, nous proposons donc, dans l’enseignement du vocabulaire au cours de français élémentaire, d’adopter une notion large de vocabulaire et de sensibiliser nos étudiants à la notion de collocation et aux unités lexicales préfabriquées. / Vocabulary, which is an essential component of a language, holds an important place in the higher education of French major in China. Within the framework of the lexicology, foreign language vocabulary learning / acquisition and foreign language vocabulary didactics, this research is particularly interested in vocabulary teaching in fundamental French course in higher education in China.Firstly, we summarize the scientific researches in the field of foreign language vocabulary teaching and learning, especially on combinatorial aspect of words. Secondly, by analysing French vocabulary teaching practice of two Chinese professors in their fundamental French course, we find that teacher’s emphasis on the structural study of words develops lexical competence in comprehension of the Chinese students of French major. Meanwhile, we also realize that the dominance of translation method, and the negligence of collocations and lexical prefabricated items, result in difficulties of the Chinese students in mobilizing their lexical resources to express freely and precisely. As a solution, to strengten lexical competence in production of the Chinese students, we suggest a wide notion of vocabulary should be applied in vocabulary teaching, and sensitivity to the notion of collocation and lexical prefabricated items should be improved. / 词汇是语言的主要组成成分之一。在中国高等学校法语本科专业法语教学中, 词汇历来占据重要地位。本论文在词汇学 、二语词汇习得以及外语词汇教学的理论框架下, 研究中国大学法语本科专业基础阶段基础法语课上词汇教学的现状和问题。论文首先综述了二语词汇习得和词汇教学理论研究现状以及成果, 着重强调词项搭配方面的分析 ; 然后, 论文对收集到的两名大学基础法语课教师的课堂教学实践数据进行分析, 阐明中国大学法语专业基础法语课词汇教学拥有的经验和存在的问题, 分析指出教师注重词汇结构性学习, 有利于丰富学生的词汇量, 提高学生的阅读能力, 但过于注重翻译法, 忽视词项搭配和预制语块, 很可能会导致学生法语产出词汇能力相对薄弱, 用法语表达时的正确性和流利性都有待改善。 因此, 论文最后建议在基础法语课的词汇教学中, 教师应采取一种广义的词汇概念, 加强学生词汇搭配和预制语块的意识, 从而提高法语表达能力。