Aujourd’hui, la surveillance et le contrôle de la qualité des eaux usées (réseaux d’égouts, stations de récupération des ressources de l’eau–StaRRE, rivières) utilisent plusieurs capteurs installés en ligne. Une bonne stratégie de surveillance devrait être fiable et fournir une bonne qualité de données. L’utilisation des méthodes actuelles de détection de fautes a montré que des problèmes de colmatage conduisent à une perte de données comprise entre 10 et 60 %. Aider les utilisateurs à comprendre, analyser et traiter les fautes détectées (capteurs colmatés, fautes de calibration, installations et maintenances sous-optimales) permettrait de réduire le pourcentage de perte de données et d’atteindre de bonnes données sur la qualité des eaux usées. Dans ce travail de maîtrise, nous proposons deux outils modulaires complets permettant d’obtenir des informations exploitables à partir des données brutes (c'est-à-dire pour la détection des erreurs de capteurs, le contrôle ou la surveillance de processus). Ces outils ont été appliqués à des séries chronologiques des projets pilEAUte, bordEAUx et kamEAU collectés dans différents réseaux d’égouts et les StaRRE. Ces méthode sont été rendues limpides dans leur applicabilité avec la rédaction de «Standard Operating Procedures(SOP)» facilitant leur utilisation. Aussi, elles sont modulaires avec la construction de blocs de fonctions, tels qu'une boîte à outils. La première méthode est un outil univarié composé de deux étapes principales: le filtrage des données (détection des valeurs aberrantes et lissage) et la détection des fautes. La deuxième méthode est un outil utilisant l’Analyse en Composantes Principales (ACP) également composéede deux étapes: Développement du modèle ACP et détection des fautes par l’ACP. Finalement, dans les cas d’étude, le traitement des données a conduit à une perte minimale de données variant de 0.1-12%. / Nowadays, in the wastewater field (sewers, water resource recovery facilities -WRRFs, rivers), the monitoring and control of wastewater quality is performed with several on-line sensors. However, a good monitoring strategy should be reliable and provide good data quality. The current fault detection methods have shown that problems such as fouling lead to 10-60 % of the data being discarded. However, helping users in understanding, analysing and processing detected faults (sensors clogging, faulty calibration, suboptimal installation and maintenance) will allow reducing the percentage of data loss and reaching good data on wastewater quality. In this Master thesis, we propose two full workflows allowing the collection of raw data and their transformation into actionable information (i.e. for sensor fault detection, control or process monitoring).The two full modular frameworks were applied to time series data coming from thepilEAUte, bordEAUx and kamEAU projects collected in sewers and WRRFs. These methods have been made more easily applicable by writing Standard Operation Procedures (SOPs) on the use of these methods. In addition, the Matlab scripts are written in a modular way by building different function blocks that are compiled in a toolbox. The first method is a univariate tool composed of two main steps: Data filtering (outlier detection and smoothing) and fault detection. The second method is a multivariate tool using Principal Component Analysis, also composed of two steps: (i) the development of the PCA model and (ii) the fault detection by the PCA. Finally, for the three aforementioned projects, data treatment has led to only 0.1-12% of the data being discarded.

La presente tesis muestra el diseño de un algoritmo que detecta torres de alta tensión y clasifica el nivel de corrosión que presenta. El sistema recibe las imágenes capturadas por un dron que se desplaza por toda la línea de transmisión. Esta tesis forma parte de un proyecto que tiene como propósito la automatización del proceso de inspección de torres de alta tensión. En cuanto a la metodología, se establecieron 3 etapas donde cada una tiene su propio modelo de aprendizaje profundo. Primero, se tiene un detector basado en la arquitectura RCNN y VGG16 para obtener las coordenadas donde se encuentra ubicado el objeto de interés. Segundo, se tuvo que añadir un clasificador de torres, basado en la arquitectura Alexnet con optimizador Adam, ya que había una gran presencia de falsos positivos en la salida del detector debido a la poca cantidad de imágenes en el conjunto de datos. Tercero, se presenta un clasificador de corrosión, basado en la arquitectura VGG16 y optimizador Adam, que etiqueta, la región extraída y clasificada como en la salida de la etapa previa, con una de las 3 nomenclaturas: alta corrosión, baja corrosión e indeterminado. Finalmente, los resultados finales mostraron una precisión promedio de 0.6 en la etapa del detector, precisión del 99.5% al clasificar la torre, la cual refleja una mínima presencia de falsos positivos, y una exactitud del 89.5% al momento de etiquetar el nivel de corrosión del objeto detectado.

L’augmentation considérable de l’eutrophisation des eaux de surface dans les dernières décennies a mené à la création de stations de récupération des ressources de l’eau (StaRRE) de plus en plus instrumentées pouvant procéder à l’élimination des nutriments. Pour assurer l’efficacité des procédés de récupération, plusieurs paramètres de qualité des eaux doivent être surveillés. Des méthodes en ligne et hors-ligne existent pour réaliser cette surveillance. Cependant, certains paramètres sont difficilement mesurés en ligne, alors des analyses en laboratoire sont toujours de mise. La titrimétrie est une méthode hors-ligne permettant la surveillance de la qualité des eaux en laboratoire. Un appareil Titrino a été installé afin de procéder à l’analyse titrimétrique des eaux usées de l’usine pilEAUte, une StaRRE de traitement expérimentale de 12 m3 située sur le campus de l’Université Laval. L’eau usée de cette station provient d’une résidence étudiante du campus et de ses environs. L’eau pompée vers la station est stockée dans un bassin de 5 m3 avant d’être acheminée à un décanteur primaire. L’effluent du décanteur est alors envoyé vers deux chaînes de traitement biologique composées de cinq bioréacteurs chacune. Enfin, l’eau est acheminée vers deux décanteurs secondaires. Dans le cadre de ce projet, des campagnes de mesure ont été réalisées afin de comparer les données provenant de capteurs en ligne avec l’information extraite d’expériences de titrimétrie pour la mesure de la qualité des eaux usées de la station. Ces campagnes de mesure ont été réalisées en lien avec de projets menés avec des partenaires industriels. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’efficacité des analyses de titrimétrie pour la mesure de la qualité de l’eau à l’affluent et à l’effluent d’une StaRRE. Les données extraites de la titrimétrie sont analysées de deux façons différentes: la modélisation de la capacité tampon de l’eau et la modélisation de l’équilibre chimique via le logiciel PHREEQC. Ces méthodes ont été mises en place, puis comparées sur la base de leur efficacité pour mesurer la concentration de certaines substances tampon présentes dans les eaux usées. Pour améliorer les estimations des modèles, des améliorations au protocole d’utilisation du Titrino ont été développées. Il a été déterminé que l’utilisation d’une couverture d’azote gazeux et le stripage du CO2 dissout dans les échantillons sont nécessaires à la réalisation de titrations fiables, et sont donc aussi nécessaires à la mesure de substances tampon autre que l’alcalinité, soit l’ammoniaque et les acides gras volatils (AGV). Afin de valider les résultats obtenus à l’aide du modèle de capacité tampon et afin d’obtenir une description complète de l’équilibre chimique des solutions analysées, un modèle de simulation de la procédure de titration a été développé avec le logiciel PHREEQC et l’interface PHREEQXCEL. Cet environnement de simulation a été supplémenté du solveur OpenSolver, un complément Excel à licence libre capable de réaliser les estimations de paramètres requises pour estimer la concentration de chaque espèce chimique présente dans les échantillons. De plus, la base de données de réactions chimiques de PHREEQC a été modifiée afin d’inclure toute l’information chimique nécessaire à la modélisation des spéciations se produisant dans les eaux usées. Après avoir proposé ces améliorations et avoir comparé les résultats des analyses de titration à des analyses chimiques conventionnelles, il a été déterminé que la titrimétrie est une alternative fiable pour la surveillance de la performance des procédés de récupération des nutriments des eaux usées. / The considerable rise of eutrophication in water bodies has led to highly instrumented water resource recovery facilities (WRRFs) that can perform nutrient removal processes. To ensure the efficiency of these processes, several parameters that influence the performance of WRRFs need to be well thought out. The latter requires monitoring strategies composed of on-line and off-line methods. Lately, on-line measurements have contributed significantly to monitor and characterize the quality of water and wastewater. However, on-line measurements are not applicable or not implemented yet for some specific areas. For this, off-line laboratory methods are welcome alternatives. Titrimetry is one of the examples of a low-cost off-line method that allows characterizing aquatic streams. Concerning titrimetric monitoring of wastewater, a Titrino device was installed in the laboratory of the 12 m3 pilEAUte WRRF located at Université Laval. The wastewater feeding the plant is coming from a student residence building on campus. The water pumped to the station is feeding a storage tank with a volume of 5 m3 , from which it is then pumped to a primary clarifier. The influent stream is then split into two similar treatment lines, composed of several bioreactors. These two lanes are followed by two secondary settling tanks. In this work, sampling campaigns were performed to compare the sensor data and the off-line titrimetric measurements in a framework of research projects in which industrial partners are involved. The goal of this study was to investigate the efficiency of using titrimetry to analyze and characterize influent and effluent samples of a WRRF. Two data interpretation methods, buffer capacity and PHREEQC, were tested and their performances in estimating the concentration of the concerned buffers were evaluated. For better model estimation, first, some of the lab procedures were improved. It was found out that nitrogen blanketing and CO2 stripping are necessary to perform reliable titration, and thus, to measure other concerned buffers besides alkalinity, such as ammonia and volatile fatty acids (VFA). Moreover, to validate the results of the buffer capacity model and to have a complete description of the equilibrium reactions of the chemical system under study, a titration simulation model was successfully built in PHREEQC with the PHREEQXCEL interface. This titration lab simulation was extended with the OpenSolver, an open-source Excel add-in, which allows to reliably perform the parameter estimation needed to find the concentration of the different species in the sample. In addition, PHREEQC’s database was modified to include all the model components and their essential chemical information for the speciation calculations.After introducing the mentioned lab and modelling improvements, the reliability of the titrimetric measurements for monitoring the performance of nutrient removal was enhanced.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / OBJECTIF : Évaluer la présence d’un effet d’interaction entre les facteurs de risque posturaux et psychosociaux de l’environnement de travail sur la proportion d’incidence des troubles musculosquelettiques (TMS) au cou et aux épaules, au bas du dos, et aux membres supérieurs, selon le genre. MÉTHODES : Les participants, composant une cohorte de 2 431 cols blancs, ont répondu à un questionnaire auto-administré. Les facteurs de risque posturaux du travail au poste informatique, les facteurs de risque psychosociaux de l’environnement de travail ainsi que plusieurs facteurs socio-démographiques et individuels ont été mesurés par ce questionnaire. Les modèles de la tension au travail de Karasek et du déséquilibre efforts-reconnaissance de Siegrist ont été utilisés pour caractériser l’environnement psychosocial du travail. Après un suivi de trois ans, la proportion d’incidence des TMS a été évaluée pour chacun des trois sites anatomiques étudiés. La fraction étiologique due à l’interaction et son intervalle de confiance à 95% ont été utilisés comme indicateurs de la présence d’interaction dans le modèle additif. RÉSULTATS : Une interaction significative entre les facteurs de risque posturaux et psychosociaux selon le modèle de la tension au travail a été observée chez les hommes pour les TMS au bas du dos. Deux interactions significatives entre les facteurs de risque posturaux et psychosociaux selon le modèle du déséquilibre efforts-reconnaissance ont été observées chez les femmes pour les TMS aux sites du cou et des épaules et des membres supérieurs. Plusieurs indications (non significatives) de la présence d’interaction ont également été observées. CONCLUSION : Ces résultats suggèrent que la présence simultanée des facteurs de risque posturaux et psychosociaux étudiés accroît l’effet pathogène individuel de chacun de ces facteurs. Ces résultats sont des plus encourageants pour le domaine de la santé et sécurité au travail puisque cela implique que le fait de retirer un de ces deux facteurs de risque, selon ce qui est possible de modifier pour un poste de travail, aura l’effet bénéfique additionnel d’éliminer la proportion d’incidence des TMS due à l’interaction. / OBJECTIVE: To investigate interaction between psychosocial and postural work factors on the incidence of self-reported musculoskeletal symptoms among a group of white-collar workers. METHODS: Psychosocial and postural work factors were assessed in a cohort of 2,431 white-collar workers (baseline participation: 76%, follow up participation: 91%). The job strain (Karasek’s) model and the effort-reward (Siegrist’s) model were used to characterize the psychosocial work environment. Postural factors related to Visual Display Unit work were assessed using a self-report questionnaire. Three years later, the incidence proportion of musculoskeletal symptoms at three different anatomical sites (shoulder-neck, lower back, and upper limbs) was estimated with a modified version of the Nordic questionnaire. Analyses were stratified for gender. Interaction was defined as a departure from the addition of individual risk factors and its importance was estimated with the attributable proportion due to interaction and its 95% interval. RESULTS: A significant interaction between job strain and postural factors was observed for men for the lower back. Two significant interactions between effort-reward and postural factors were observed for women in the shoulder-neck and the upper limbs regions. Several indications of interaction between psychosocial and postural work factors were observed. CONCLUSION: The simultaneous presence of postural and psychosocial risk factors seems to increase the individual pathogenic effect of each risk factor on the incidence of musculoskeletal symptoms. This interaction effect is of primary importance for work intervention practices as it means that succeeding to reduce anyone of these two risk factors will likely have the additional benefit to reduce the interaction effect of the incidence proportion of musculoskeletal symptoms.

La surveillance de la qualité de l'eau dans les réseaux de distribution est essentielle pour assurer la conformité réglementaire, identifier les problèmes liés à sa dégradation excessive et proposer des approches visant à limiter la présence de contaminants susceptibles d'affecter la santé des citoyens. Cependant, en raison de contraintes budgétaires, technologiques, et de gestion, les responsables de l'eau potable des municipalités ne sont pas en mesure de surveiller l'ensemble du réseau et doivent choisir des points et des moments de surveillance représentatifs pour déterminer la qualité de l'eau. Bien qu'il s'agisse d'un besoin évident et crucial, il n'existe aucune démarche réglementaire appuyée par la science permettant aux responsables de sélectionner des points optimaux de surveillance. La dégradation de la qualité de l'eau varie dans l'espace et dans le temps le long du réseau de distribution en raison de facteurs spécifiques au système, tels que le temps de séjour de l'eau (TDS), le matériau et le diamètre des conduites, les caractéristiques physicochimiques de l'eau, l'utilisation de désinfectants secondaires, etc. Il est donc difficile pour les opérateurs de déterminer où et quand effectuer des contrôles de la qualité de l'eau. L'objectif principal de cette thèse de doctorat est de proposer une nouvelle démarche méthodologique pour optimiser la localisation des points et la fréquence de surveillance dans le réseau de distribution qui tienne compte de la variabilité spatio-temporelle des indicateurs de qualité de l'eau. Cette nouvelle démarche vise à répondre aux besoins méthodologiques identifiés à travers une revue chronologique et critique de la littérature, qui comprend l'identification des concepts fondamentaux, des techniques d'optimisation, ainsi que des avantages et des limites des méthodologies spécifiquement axées sur l'optimisation de la dégradation de la qualité de l'eau dans les réseaux de distribution présentées précédemment par la communauté scientifique. Cette thèse présente une approche innovante basée sur la variabilité spatio-temporelle de la qualité de l'eau, applicable à une échelle réelle par les responsables des municipalités. La méthodologie propose l'identification d'une zone géographique qui peut être représentée par la qualité de l'eau mesurée dans un point de surveillance sélectionné. La démarche fait appel à la connaissance des caractéristiques hydrauliques du réseau (débits et sens d'écoulement) ainsi qu'à celles des conditions associées à une forte variabilité spatiale des indicateurs entre les points qui partagent une connexion hydraulique. Compte tenu de l'utilisation du modèle hydraulique, les nœuds du modèle sont considérés comme des points de surveillance potentiels dans le réseau de distribution, ce qui permet de parler de nœuds de surveillance et nœuds de surveillance optimaux. Ensuite, la population représentée par chaque nœud du réseau est estimée et utilisée dans l'optimisation de la sélection des points de surveillance. Une évaluation est effectuée sur la base du nombre d'individus que chaque nœud peut représenter et le nœud ayant la plus grande capacité de représentation est choisi. Lorsqu'un nœud est choisi, la population représentée par ce nœud est considérée comme surveillée et le meilleur nœud suivant est sélectionné. Cette procédure est répétée jusqu'à ce que l'ensemble de la population cible soit considérée comme surveillée. La démarche proposée est appliquée au réseau de distribution de la Ville de Québec (Québec, Canada) afin d'optimiser la surveillance de quatre indicateurs de la qualité de l'eau: le chlore libre résiduel (CLR), les bactéries hétérotrophes totales aérobies et anaérobies (BHAA), les trihalométhanes (THM) et les acides haloacétiques (AHA). Deux objectifs d'optimisation sont pris en compte: l'optimisation de la représentativité de la population globale et la surveillance de la population à risque en raison d'une forte dégradation de la qualité de l'eau. Les résultats montrent que la variabilité spatiale de l'indicateur de la qualité de l'eau a une forte influence sur la représentativité des nœuds, ce qui fait que les indicateurs à forte variabilité spatiale, tels que le CLR, nécessitent un grand nombre de points de surveillance pour représenter l'ensemble de la population cible. Malgré cela, la méthodologie permet d'identifier les nœuds ayant une forte capacité de représentativité. Ces nœuds devraient être priorisés parce qu'ils maximisent la population représentée en minimisant les points de surveillance sélectionnés. De même, les résultats montrent que la surveillance de tous les indicateurs dans le même point n'est pas pertinente, car les conditions de variabilité spatiale sont propres à chaque indicateur. Ces conditions déterminent le nombre et la localisation optimaux des points de surveillance pour chaque indicateur individuellement. L'impact du comportement hydraulique et de l'incertitude liée à la modélisation a été analysé en appliquant la démarche proposée pour différents scénarios. Pour ce faire, des scénarios temporels de surveillance intra-journalière, journalière et saisonnière ont été étudiés et comparés. Les résultats obtenus pour l'étude de cas considérée montrent qu'à l'échelle intra-journalière, la localisation des points de surveillance ne varie pas de manière significative étant donné que le comportement hydraulique global du réseau n'est pas affecté. Le même effet peut être observé en comparant un jour de forte demande en eau (débit journalier maximum) à un jour de consommation moyenne (débit journalier moyen). Cependant, l'échelle de temps saisonnière joue un rôle dans la détermination des points de surveillance optimaux. En effet, en raison de la plus faible variabilité spatiale des indicateurs de la qualité de l'eau en hiver, moins de mesures sont nécessaires pour surveiller la même proportion de la population qu'en été. En revanche, la localisation spatiale des nœuds ayant une capacité de représentativité plus élevée ne semble pas changer d'une saison à l'autre, ce qui permet d'identifier des points de surveillance optimaux tout au long de l'année. La démarche proposée est un outil innovant d'aide à la décision pour la sélection optimale des points de surveillance de la qualité de l'eau des réseaux de distribution. Cette méthodologie est originale par la prise en compte de la variabilité spatio-temporelle de la qualité de l'eau, ainsi que par son adaptabilité pour l'optimisation de la surveillance de tout type d'indicateur pour lequel des conditions de forte variabilité spatiale peuvent être définies. / Monitoring water quality in distribution networks is essential to ensure regulatory compliance, identify problems associated with excessive degradation, and propose approaches to limit the presence of contaminants that could jeopardize citizens' health. However, due to budgetary, technological and management constraints, municipal drinking water authorities are unable to monitor the entire network, and must select representative monitoring points and times to determine water quality levels. Although this is an obvious and crucial need, there is no science-based regulatory approach to enable managers to select appropriate monitoring points. Furthermore, water quality degradation varies spatially and temporally along the distribution network, due to system-specific factors such as water residence time (WRT), pipe material and diameter, physicochemical characteristics of the water, use of secondary disinfectants, etc. This makes it all the more difficult for operators to determine where and when to carry out water quality checks. The main objective of this PhD thesis is to propose a new methodological approach for optimizing the location of monitoring points and the frequency of monitoring in the distribution network, taking into account the spatio-temporal variability of water quality indicators. This new approach aims to meet the methodological needs identified through a chronological and critical review of the literature, which includes the identification of fundamental concepts, optimization techniques, as well as the advantages and limitations of methodologies previously presented by the scientific community. This thesis presents an innovative approach based on the spatio-temporal variability of water quality, which can be applied on a real scale by municipal managers. The methodology proposes the identification of a geographical area that can be represented by the measured water quality of a selected monitoring point. The approach calls on knowledge of the network's hydraulic characteristics (flow rates and direction of flow), as well as of the conditions associated with high spatial variability of indicators between points sharing a hydraulic connection. Given the use of the hydraulic model, the nodes in the model are considered as potential monitoring points in the distribution network, hence the term monitoring nodes and optimal monitoring nodes. Next, the population represented by each network node is estimated and used to optimize the selection of monitoring points. An evaluation is made based on the number of individuals each node can represent, and the node with the greatest representation capacity is chosen. Once a node has been chosen, the population represented by that node is considered as monitored, and the next best node is selected. This procedure is repeated until the entire target population is considered monitored. The proposed approach is applied to the distribution network of Quebec City (Quebec, Canada) to optimize the monitoring of four water quality indicators: free chlorine residual (FRC), heterotrophic plate counts (HPC), trithalomethanes (THM) and haloacetic acids (HAA). Two distinct optimization objectives are taken into account: optimizing the global representativeness of the population and monitoring the population at risk due to high water quality degradation. The results show that the specific spatial variability of the water quality indicator has a strong influence on the representativeness of the nodes, meaning that indicators with high spatial variability, such as FRC, require a large number of monitoring points to represent the entire target population. Despite this, the methodology enables us to identify nodes with a high representativeness capacity. These nodes should be prioritized as they maximize the population represented reducing the monitoring points needed. Similarly, the results show that monitoring all indicators as a whole at the same point is not relevant, as the conditions of spatial variability are specific to each indicator; these conditions determine the optimal number and location of monitoring points for each indicator individually. The impact of hydraulic behavior and modeling uncertainty was analyzed by applying the proposed approach to different temporal scenarios. Intraday, daily and seasonal monitoring scenarios were studied and compared. The results obtained for the case study under consideration show that on an intraday scale, the location of monitoring points does not vary significantly, as the overall hydraulic behavior of the network is not affected. The same effect can be observed when comparing a day of high water demand (maximum daily flow) with a day of average consumption (average daily flow). Finally, the seasonal timescale plays an important role in determining optimum monitoring points. Indeed, due to the lower spatial variability of water quality indicators in winter, fewer measurements are required to monitor the same proportion of the population as in summer. On the other hand, the spatial location of nodes with a higher representativeness capacity does not appear to change from one season to the next, enabling optimal monitoring points to be identified throughout the year. Finally, the proposed approach will serve as an innovative decision-making tool for the optimal selection of water quality monitoring points in distribution networks. The methodology is original in that it takes into account the spatio-temporal variability of water quality, and is adaptable to optimize the monitoring of any type of inditor for which conditions of high spatial variability can be defined.

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Orientador: José Pissolato Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T03:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AndreJinnoGomes_M.pdf: 60896723 bytes, checksum: 8ce23cc18a981b5042b135acfc03ec42 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As redes de transmissão de energia elétrica estão entre as grandes contribuições que a engenharia ofereceu à civilização moderna. Se tornando aparentes, pelas expressivas linhas de transmissão de alta tensão apoiadas sobre elevadas torres de aço que cruzam o território nacional em todas as direções. No corrente trabalho tem-se por objetivo tratar das alternativas não-convencionais de transmissão de energia elétrica. Comparando o desempenho dessas novas estruturas com o comportamento das estruturas atualmente utilizadas no sistema de transmissão convencional. Para tal são descritos alguns dados da atual configuração do sistema de transmissão nacional. Ademais, breves descrições técnicas serão apresentadas sobre os principais componentes de linhas de transmissão convencionais, tais como: condutores múltiplos, isoladores e anéis anticorona. Tais definições serão introduzidas com o âmbito de proporcionar uma maior familiaridade com o tema em estudo. Uma análise minuciosa é traçada no cálculo dos parâmetros elétricos na frequência, seguido de um estudo dos transitórios eletromagnéticos no domínio do tempo. Causados por sinais de tensão aplicados a entrada das linhas de transmissão / Abstract: The transmission of electric energy is among the great contributions that engineering offered to modern civilization. Becoming apparent, by the expressive lines of high voltage transmission supported on large steel towers that crisscross the country in all directions. In the current work has been aimed at dealing with alternative non-conventional electric power transmission. Comparing the performance of these new structures with the behavior of the structures currently used in conventional transmission system. For such thing are described some of the current configuration of the national transmission system. In addition, brief technical descriptions are presented on the main components of conventional transmission lines, such as multiple conductors, insulators and anti-corona rings. Such definitions will be introduced to the scope of providing a greater familiarity with the subject under study. A detailed analysis is plotted on the calculation of electrical parameters on frequency, followed by a study of electromagnetic transient time domain. Caused by voltage signals applied to the input of the transmission lines / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Pissolato Filho, Eduardo Coelho Marques da Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AndreJinnoGomes_D.pdf: 9708757 bytes, checksum: 84772389fed6b8c0c68adcdd4db7cd9b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A análise do comportamento dinâmico da torre de transmissão de energia elétrica e torres de telecomunicações é de interesse nos estudos de proteção relacionados com descargas atmosféricas. Normalmente, a impedância de surto da torre no domínio do tempo é usada para caracterizar o comportamento dinâmico da torre. A principal desvantagem na definição de tais impedâncias de surto é a dependência da forma de onda de excitação, e não há consenso sobre a forma de onda de corrente a ser usada. Além disso, não há concordância sobre uma definição única da tensão envolvida. A fim de contornar tais limitações e problemas, o modelo aplicado ao estudo faz uso das análises no dominio da frequência, onde a impedância de surto da torre depende somente da geometria da estrutura e das características eletromagnéticas do meio. Ademais, as limitações associadas com as abordagens simplificadas são enfatizadas no decorrer do presente trabalho. Os resultados apresentados fazem uso de ferramentas computacionais como o código NEC-2 (Numerical Electromagnetic Code) que se baseia na análise numérica da dinâmica do campo eletromagnético. Com a utilização desse código, correntes são geradas e posteriormente utilizadas para o cálculo da impedância de surto da torre. Posteriormente, é gerado um circuito RLC representativo das características da estrutura metálica, obtidas pelo método de vector fitting que aproxima a função impedância de surto da torre por funções racionais. Por fim, o circuito RLC gerado pode ser aplicado nas análises diretamente no domínio do tempo com o uso de programas computacionais como o EMTP (Electromagnetic Transients Program), sem a necessidade do uso de transformadas para alterar o domínio de análise / Abstract: The dynamic analysis of the behavior in power transmission towers and telecommunications towers is of interest in studies related to lightning protection. Normally, the surge impedance of the tower in the time domain is used to characterize the dynamic behavior of the tower. The main disadvantage of these definition of surge impedances is the dependence on the waveform of excitation, and there is no consensus on which current wave to be used. Furthermore, there is no agreement on a single definition of the voltage involved. In order to overcome such limitations and problems, the model applied to the study makes use of the analysis in the frequency domain, where tower¿s surge impedance depends only on the geometry of the structure and electromagnetic characteristics of the medium. Moreover, the limitations associated with the simplified approaches are emphasized in the course of this work. The results presented make the use of computer code as NEC-2 (Numerical Electromagnetic Code) based on the numerical analysis of the electromagnetic field dynamics. Using this code, currents are generated and then used to calculate the surge impedance of the tower. Subsequently, an RLC circuit is generated representating the characteristics of the metal structure, obtained by vector fitting method, that approximates the surge impedance function of the tower by means of rational functions. Finally, the generated RLC circuit can be applied directly in analyzes in the time domain using computer programs such as EMTP (Electromagnetic Transients Program) without the need of using transforms to change domain analysis / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Les stations de mesure automatiques sont utilisées pour suivre et contrôler des usines de traitement des eaux usées. Ce suivi en continu à haute fréquence est devenu indispensable afin de réduire les impacts négatifs sur l’environnement car les caractéristiques de l’eau varient rapidement dans l’espace et dans le temps. Toutefois, même s’il y a eu des progrès considérables, ces dernières années, de la technologie de mesure, les instruments sont encore chers. Aussi des problèmes de colmatage, d’encrassement ou de mauvaise calibration sont assez fréquents à cause du contact avec les eaux usées. La fiabilité des mesures en ligne et en continu est affectée négativement. Par conséquent, un bon entretien des instruments est essentiel, ainsi que la validation des données collectées, afin de détecter d’éventuelles valeurs aberrantes. Dans le contexte de ce mémoire, en collaboration avec Bionest®, une méthodologie est proposée pour attaquer ces problèmes. Deux cas d’études en étangs aérés au Québec ont été considérés, avec l’objectif d’optimiser les activités d’entretien, de réduire les données non fiables et d’obtenir des grandes séries de données représentatives. / Automated monitoring stations have been used to monitor and control wastewater treatment plants. Their capability to monitor at high frequency has become essential to reduce the negative impacts to the environment since the wastewater characteristics have an elevated spatial and time variability. Over the last few years, the technology used to build these automatic monitoring stations, for example the sensors, has been improved. However, the instrumentation is still expensive. Also, in wastewater uses, basic problems like fouling, bad calibration or clogging are frequently affecting the reliability of the continuous on-line measurements. Thus, a good maintenance of the instruments, as well as a validation of the collected data to detect faults is required. In the context of this thesis, in collaboration with Bionest®, a methodology has been developed to deal with these problems for two facultative/aerated lagoon case studies in Québec, with the objective of optimizing the maintenance activities, of reducing the fraction of unreliable data and of obtaining large representative data series.

« Cette étude de la maison Déry s'inscrit dans le cadre d'une préoccupation plus vaste, celle de l'architecture domestique commandée par ce lieu de passage et celle de son évolution, de même que l'ensemble des phénomènes qui se rattachent aux moyens de communication dans une perspective d'infrastructure du voyagement routier aux 18ième et 19ième siècles. Ce point stratégique du réseau de communication terrestre entre Québec et Montréal dès la fin du 18ième siècle a une importance particulière à cause des activités qu'il évoque et des constructions qui s'y trouvent. L'histoire de la maison Déry nous permet d'expliquer, grâce à son bon état de conservation et aux autres éléments du site, divers aspects de la vie d'autrefois. La maison du péager, construite en 1804, marque le début du système de péage statué par le gouvernement. Peu à peu se développent un paysage agraire ainsi qu'une activité de loisir sportif dans ce lieu principal de pêche. Ces facteurs économiques et sociaux marqueront les activités humaines d'une société à une époque et le mode de vie des occupants qui habitent cette maison. L'ensemble reconstitué par notre étude, soit la route, le pontet son système de péage, la rivière Jacques-Cartier avec ses fosses à saumon, les terrains de pêche avoisinants, les installations matérielles pour la pêche au saumon, l'aménagement agricole, la maison du péager, représente un site historique naturel et exceptionnel qui fut exploité et documenté pair maints sportifs, scientifiques, artistes et auteurs. L'histoire s'arrête en 1936 avec le dernier receveur des droits de passage et gardien de la Réserve militaire Jacques-Cartier. Cette étude met en évidence toutes les caractéristiques formelles de la maison de péage et de son environnement pour mieux justifier une restauration du lieu et de son aménagement. La reconstitution du "Site de pêche Déry" couvre donc une superficie approximative de trente quatre mille mètres carrés. »--Pages préliminaires