Des progrès remarquables ont été réalisés ces dix dernières années dans le traitement des anévrismes endovasculaires. Les avancées technologiques permettent de traiter un nombre croissant de patients atteints d’anévrismes cérébraux par différentes procédures endovasculaires, en particulier par l’utilisation de coils détachables en platine. L’embolisation vasculaire à l’aide de coils reste néanmoins une procédure médicale complexe qui requiert une planification minutieuse est associée à des compétences techniques avancées pour être réussie. Dans ce contexte, un système de planification informatique qui permet aux radiologistes interventionnels de choisir différents coils et de tester leur comportement dans un environnement spécifique à un patient est particulièrement pertinent. Une telle approche nécessite, outre la modélisation du flux sanguin et la déformation du coil dans un anévrisme, la simulation en (quasi) temps-réel des interactions entre les coils et le flux complexes qui sont présents dans l’anévrisme. Pour parvenir à une simulation précise et rapide, nous introduisons la méthode du calcul extérieur discret (DEC) pour la simulation dynamique. La méthode DEC, initialement introduite en informatique graphique, avait pour objectif de produire des résultats visuellement convaincants mais non physiquement corrects. Nous avons réalisé une analyse détaillée des résultats et une comparaison à l’aide d’un code de calcul de référence a été menée pour comprendre la précision, la stabilité et la complexité algorithmique ainsi que les facteurs qui influencent ces aspects. Nous avons amélioré la stabilité numérique de la méthode DEC par l’utilisation de schémas de retour-arrière avancés et en optimisant la qualité des maillages utilisés dans le calcul. De plus, un compromis optimal entre la précision et le temps de calcul est choisi afin de simuler le flux sanguin de manière très rapide (quasiment temps-réel). En utilisant cette nouvelle approche, nous décrivons également un processus complet pour la simulation propre à chaque patient d’une opération d’embolisation: de la génération de maillages à l’aide d’images médicales jusqu’à au calcul de l’influence réciproque sang-coil. Nous proposons une nouvelle approche en deux phases pour la simulation temps-réel de ces interactions, premièrement en prenant en compte l’influence du flux sanguin sur les premières étapes du déploiement du coil, et deuxièmement en diminuant la vitesse du sang dans l’anévrisme résultant de la densité des coils. Cette approche permet une planification interactive de l’embolisation pour deux étapes clés de la procédure: choix et positionnement du coil suivi d’une estimation du nombre de coils à introduire pour réduire la vélocité du sang dans l’anévrisme. La procédure d’embolisation est simulée en temps-réel dans des anévrismes obtenus à partir de données patients et le status pré et post opératoire est enregistré. Nos résultats de simulations démontrent que l’influence réciproque est essentielle dans le contexte de planification d’embolisation. Enfin, nous proposons une approche préliminaire pour la simulation de l’interaction sang-réseau vasculaire lors de la formation d’un anévrisme. Les résultats de la simulation 2D en utilisant des données patients sont encourageants. / Over the last decade, remarkable progress has been made in the field of endovascular treatment of aneurysms. Technological advances continue to make it possible for a growing number of patients with cerebral aneurysms to be treated with a variety of endovascular strategies, essentially using detachable platinum coils. Yet, coil embolization remains a very complex medical procedure for which careful planning must be combined with advanced technical skills in order to be successful. In this context, a computer-assisted planning system, allowing interventional radiologists to interactively select different coils and test their behavior in a patient-specific environment, could make a difference. This requires to not only model the blood and coil behavior in a patient-specific aneurysm geometry, but also to simulate the interaction between coil(s) and the complex flow occurring within aneurysm in (near) real time. In order to achieve accurate and fast simulation, we introduce the Discrete Exterior Calculus (DEC) method to hemodynamic simulation for the first time. The DEC method, initially introduced in the field of computer graphics, was aimed at visually convincing results, but not physical accuracy. A detailed analysis of the results and comparison with a reference software are performed to understand the accuracy, stability and computational efficiency of the method, as well as the factors affecting these aspects. We improve the numerical stability of the DEC method by using more advanced backtracking schemes, and more importantly by optimizing quality of the mesh used in the computation. Additionally, an optimal trade-off between accuracy and computational time is obtained to simulate the blood flow in (near) real time. Based on this new method for blood flow simulation, we describe a complete process for patient-specific simulation of aneurysm coil embolization, from mesh generation with medical datasets to computation of blood-coil bilateral influence. We propose a new approach to real-time simulation of the twofold interactions, first involving the impact of blood flow on the coil during the initial stages of its deployment, and second concerning the decrease of blood velocity within aneurysm, as a consequence of coil packing. This allows dynamical planning coil embolization for two key steps in the procedure: choice and placement of the first coil, and assessment of the number of coils necessary to reduce the blood velocity within aneurysm. The coil embolization procedure is simulated within patient-specific aneurysms in real time, and pre- and post-operative status is reported. Our simulated results demonstrated that the bilateral influence is essential in the context of planning the coil embolization surgery. Besides, we propose a preliminary framework for the simulation of blood-vessel interaction during the process of aneurysm growth. The results of the two-dimensional simulation using actual patients data sets is encouraging.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 39-42. Publié aussi en version électronique.

Cette thèse porte sur l'étude du comportement asymptotique de quelques équations dissipatives en présence d'un amortissement et une force extérieure. Notre travail se divise en quatre chapitres. Dans le premier chapitre, on considère un modèle réduit uni-dimensionnel d'un système de Davey-Stewartson, une équation aux dérivées partielles de type Schrödinger non linéaire avec une non linéarité non locale, avec un terme de force et un terme d'amortissement. On démontre l'existence d'un attracteur global régulier pour le système dynamique associé. Dans le deuxième chapitre, on travaille sur un système de Davey-Stewartson DS dans le cas elliptique-elliptique. On démontre l'existence et la régularité d'un attracteur global avec données initiales assez petites. Dans le troisième chapitre, on considère l'équation de Schrödinger non elliptique NES avec une non linéarité sous-critique. On démontre que le système dynamique associé à cette équation possède un attracteur global, pour des données initiales assez petites. Dans le quatrième chapitre, on reprend les problématiques de deux premiers chapitres, mais avec discrétisation en temps par un schéma de relaxation. On démontre l'existence d'un attracteur global régulier pour les systèmes dynamiques discrets associés en dimension infinie. / Our aim in this thesis is to study the long time behavior of the solutions to somme dissipative equations. Our work is subdivided in four chapters. In the first chapter, we consider a simplified 1-D model of a weakly damped forced Davey-Stewartson equation, which is a partial differential equation of Schrödinger type with a non local nonlinearity and with forcing and damping terms. We prove the existence of a regular global attractor for the associated dynamical system. In the second chapter, we are interested in the Davey-Stewartson system in the elliptic-elliptic case. We prove the existence and the regularity of a global attractor for sufficient small initial datas. In the third chapter, we consider the non elliptic Schrödinger equation NES with a subcritical nonlinearity. We prove that the associated dynamical system has a global attractor for sufficient small initial datas. In the fourth chapter, we go back to the issue of the first and the second chapter, but with discrete time using the relaxation scheme. We prove the existence and the regularity of a global attractor for the infinite-dimensional discrete associated dynamical systems.

Le développement d'outils prédictifs est nécessaire pour la conception des nouvelles générations de transmission à variation continue (CVT) à courroie de caoutchouc. Ce mémoire présente un modèle de CVT à courroie de caoutchouc, capable de prédire la réponse temporelle du rapport de transmission pour des variations de la force de serrage de la poulie motrice, du couple et du régime moteur. Pour ce faire, la courroie est discrétisée en noeuds sur lesquels s'exercent les forces internes de la courroie ainsi que les forces de contact imposées par les poulies. Les relations permettant de déterminer ces dernières sont développées, considérant la physique du contact entre les poulies et la courroie. La réponse temporelle du rapport de transmission est obtenue par la solution des équations différentielles découlant de l'application des lois de la mécanique classique sur les noeuds. Les résultats du modèle concordent avec les mesures expérimentales prises dans des conditions d'opération représentatives de l'exploitation normale des CVT. La similarité des prédictions du modèle et des résultats de tests est présentée à la fois pour le régime transitoire et les conditions stabilisées, validant que l'approche utilisée est valable et qu'elle permet l'obtention de résultats inatteignables jusqu'à présent. L'utilisation du modèle présenté dans ce mémoire aidera les concepteurs des futures générations de CVT en leur permettant d'anticiper le comportement de la transmission, sans avoir recours au prototypage.

Dans cette recherche doctorale, une enquête approfondie et une revue de la littérature concernant la collaboration de la chaîne d'approvisionnement ont été menées. Plusieurs paradigmes et stratégies émergents de collaboration dans la chaîne d'approvisionnement ont été identifiés, ce qui a fourni une base théorique et une direction de recherche pour mes recherches ultérieures. En conséquence, trois modèles innovants de chaîne d'approvisionnement avec des stratégies d'optimisation correspondantes ont été développés: (1) un nouveau mécanisme de partage des ressources pour optimiser la fabrication des vêtements dans la chaîne d'approvisionnement textile; (2) un système central de traitement des commandes pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile axée sur la demande, et (3) une plate-forme collaborative de services cloud pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile da la fabrication à la commande. Stratégies de collaboration identifiées pour la chaîne d'approvisionnement, à savoir, le partage des ressources, le partage de l'information, la prise de décision conjointe, le partage des bénéfices, ont été utilisés pour développer les trois modèles de collaboration. Des heuristiques d'optimisation ont également été conçues pour différents objectifs dans trois modèles respectivement. Les trois stratégies collaboratives de la chaîne d'approvisionnement proposées ont été réalisées dans trois modèles de simulation en utilisant la technologie de simulation à événements discrets ou la technologie de simulation multi-agents. Plusieurs expériences ont été menées pour démontrer les avantages d'une telle structure collaborative dans différentes conditions. / In this PhD research, a thorough investigation and literature review regarding supply chain collaboration was conducted. Several emerging supply chain collaboration paradigms and strategies were identified, which provided a theoretical foundation and research direction for my subsequent research. Consequently, three innovative supply chain models with corresponding optimization strategies were developed: (1) a novel resource sharing mechanism for optimizing garment manufacturing echelon in textile supply chain, (2) a central order processing system for optimizing demand-driven textile supply chain, and (3) a collaborative cloud service platform for optimizing make-to-order textile supply chain. Identified supply chain collaboration strategies, viz. resource sharing, information sharing, joint decision-making, profit sharing, were employed for developing the three collaborative models. Optimization heuristics were also designed for different objectives in three models respectively. The three proposed supply chain collaboration strategies were realized in three simulation models by employing discrete-event simulation technology or multi-agent simulation technology. Several experiments were conducted to demonstrate the advantages of such collaborative structure under different conditions.

Thèse (Ph.D.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2008). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 69-70. Publié aussi en version électronique.

L'utilisation de la communication sans fil dans les applications de contrôle offre de nombreux avantages comme la mobilité. Toutefois, la communication sans fil souffre de nombreux inconvénients tels que la perte d'information, délais aléatoires. Ces problèmes sont essentiellement induits par le non déterministe du comportement de la communication sans fil qui peut avoir un impact négatif sur la performance du système. L'objectif de ce travail porte sur l'amélioration des performances de Systèmes Discrets Contrôlés via un Réseau Sans fil. Ses systèmes sont caractérisés par une commande logique distribuée sur des automates programmables et des boîtiers d'entrées/sorties déportés communiquant via un réseau de communication sans fil, IEEE 802.11. L'approche proposée repose sur un processus de co-conception basé : un, sur une modélisation conjointe des comportements de la commande et du réseau au travers de modèles SED déterministes pour la commande et stochastiques pour le réseau, et sur la simulation pour évaluer les performances des SDCR sans fil et notamment leur temps de réponse. Deux, la proposition d'un algorithme qui alloue dynamiquement les priorités définies par l'IEEE 802.11e sur les trafics de communication en fonction des besoins et des états de la commande; cet algorithme est évalué sur un cas d'étude, pour lequel la communication sans fil induit des risques de collision entre des équipements d'une installation industrielle, en utilisant l'environnement de simulation précédemment défini. Les simulations montrent une amélioration de la performance du système surtout dans des cas où le réseau est très chargé / Using wireless communication in the control system introduces many advantages like reduced wiring costs but also many drawbacks such as the delays, packet losses... which may disturb the system performance. The objective of this thesis is to improve the performance of a Wireless Networked Discrete Control System. This kind of system is characterized with a logic command distributed among PLC and plant part communicating through a wireless network, IEEE 802.11. The proposed approach is based on a co-design concept by simultaneously modeling the behavior of the command part (deterministic), and network part (non deterministic). Simulation tools do not cope with this co-design point of view because they are generally either ?control design? or ?network analysis? dedicated. Two solutions are explored: first, by integrating the network model into a control-oriented tool, Matlab-Truetime library and second, by integrating the discrete control system behavior into a network-oriented tool, OPNET. Comparisons between these tools confirm the possibility of modeling a WNDCS using Matlab-Truetime (with some modifications) and OPNET. Moreover, an algorithm is proposed to improve the global system performance; it dynamically allocates IEEE 802.11e priorities to the communication traffic with regard to the control requirements and the current state of the system, but also by taking into account the current quality of service provided by the network. Simulations of a case study performed using OPNET have highlighted the efficiency of the proposed algorithm

On s'intéresse dans cette thèse à l'étude théorique de la stabilité des profils de chocs pour différentes approximations de systèmes de lois de conservation hyperboliques mono-dimensionnels. On considère dans la première partie des profils continus pour la relaxation semi-linéaire et pour des équations avec effets diffusifs et dispersifs. On obtient des conditions nécessaires de stabilité spectrale à l'aide de la théorie de la fonction d'Evans et plus précisément du lemme de l'écart dû à R. Gardner et K. Zumbrun. Pour la relaxation semi-linéaire, on fournit une illustration de la nécessité de la condition obtenue pour un 2-choc de Lax dans un système à deux lois de conservation en exhibant un profil de choc instable, simulé numériquement par un schéma de pas fractionnaires. On montre également que la fonction d'Evans associée à la relaxation semi-linéaire tend vers la fonction d'Evans associée à une viscosité scalaire quand la vitesse de relaxation tend vers l'infini. La deuxième partie est consacrée aux profils de chocs stationnaires discrets. On montre une condition de stabilité spectrale pour le schéma de Lax-Wendroff en adaptant les théories utilisées dans le cadre continu. Enfin, on étudie la fonction de Green discrète associée au schéma de Lax-Friedrichs modifié et on obtient des estimations à la manière de celles obtenues par K. Zumbrun et P. Howard pour l'approximation par viscosité.

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