Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce mémoire vise à tarifer des produits dérivés ayant comme sous-jacent les taux de survie d'une cohorte. Pour ce faire, les taux de mortalité sont modélisés, pour être ensuite transformé en taux de survie. L'étape suivante est de construire un portefeuille constitué de 4 000 femmes Canadiennes âgées de 65 ans. Les simulations de Monte-Carlo sont ensuite utilisées afin de simuler les décès de ces femmes. Ces décès sont ensuite utiliser pour calculer l'espérance des flux monétaires futurs. Le principe est ensuite appliqué à un portefeuille de femmes canadiennes âgées entre 65 et 69 ans. L'objectif étant d'ajouter du réalisme à l'étude.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Notre recherche s’inscrit dans le domaine du génie industriel et se positionne plus précisément dans le design. L’objet général de cette thèse est d’intégrer la Réalité Virtuelle immersive comme outil de représentation dans le processus de conception des produits nouveaux, afin d’améliorer la boîte à outils du designer, de le comparer et d’analyser son influence par apport aux outils de représentation Traditionnels (T) et Numériques (N), d’aide à la création et à la communication des idées utilisés en Design. Pour les outils T et N, nous analyserons plus particulièrement le dessin, la maquette physique et les logiciels de Conception Assisté par Ordinateur (CAO). Notre but est de proposer une méthode destinée à aider plus particulièrement deux acteurs de la conception (le designer et l’architecte) à mieux choisir leur outil de représentation durant le processus de design. Nous montrerons l’utilité d’intégrer la Réalité Virtuelle RV comme une nouvelle technologie à leur démarche de travail. Les expérimentations menées nous permettent ainsi de dégager les rapports de la RV dans le processus de design. Ainsi, de montrer : - une influence positive de la RV sur l’évaluation esthétique (selon la vision du designer) et technique (selon la vision des acteurs de la conception) du produit nouveau. - une meilleure compréhension de l’objet par les intervenants spécialistes (industriels, décideurs..) et les non-spécialistes (utilisateurs, consommateurs..). Notre recherche ouvre des perspectives pour élargir l’application de la RV dans d’autres projets et d’améliorer l’outil à travers de la naissance d’une série d’applications réservées au designer / Our research is in the field of industrial engineering and it is positioned specifically in the design. The general purpose of this thesis is to integrate the immersive Virtual Reality as a tool of representation in the process of new products design to enhance the toolkit of the designer, to compare and analyze its influence by providing the tools of traditional (T) and digital (N) and to support the creation and communication of ideas used in Design. For these tools of T and N, we will analyze in particular drawing, mock-up and software for computer aided design (CAD). Our goal is to propose a method to help especially the two actors of design (the designer and the architect) to choose the best tool for representation during the design process. We show the usefulness of integrating Virtual Reality VR technology as a new approach to their work. The experiments conducted allow us to identify the relationship of VR in the design process. Thus, to show: - A positive influence of VR on the aesthetic evaluation (according to the vision of the designer) and technology (according to the vision of those involved in design) of new product. - A better understanding of the subject specialists by stakeholders (industry, policy makers ...) and non-experts (users, consumers ...). Our research offers a potential to broaden the application of VR in other projects and improve the tool through the birth of a number of applications available to the designer

Ces travaux de thèse, menés dans le cadre du projet FUI Traçaverre, visent à optimiser le rappel pour un processus qui n'est pas de type batch avec une traçabilité unitaire des articles produits. L'objectif étant de minimiser le nombre d'articles rappelés tout en s'assurant que tous les articles avec défaut sont rappelés. Pour cela, nous avons proposé un processus de rappel efficient qui intègre, d'une part, les possibilités offertes par la traçabilité unitaire et, d'autre part, utilise une fonction de diagnostic devenue indispensable avant le rappel effectif des produits. Dans le cas des systèmes industriels complexes pour lesquels l'expertise humaine est insuffisante et dont nous n'avons pas de modèle physique, la traçabilité unitaire offre une possibilité pour mieux comprendre et analyser le procédé de fabrication par une reconstitution de la vie du produit à travers les données de traçabilité. Le couplage des données de traçabilité unitaire produit/process représente une source potentielle de connaissance à mettre en oeuvre et à exploiter. Ces travaux de thèse proposent un modèle de données pour le couplage de ces données. Ce modèle de données est basé sur deux standards, l'un dédié à la production et l'autre portant sur la traçabilité. Après l'identification et l'intégration des données nécessaires, nous avons développé une fonction de diagnostic à base de données. La construction de cette fonction diagnostic a été réalisée par apprentissage et comprend l'intégration des connaissances sur le système pour réduire la complexité de l'algorithme d'apprentissage. Dans le processus de rappel proposé, lorsque l'équipement à l'origine du défaut nécessitant le rappel est identifié, l'état de santé de cet équipement au voisinage de l'instant de fabrication du produit contrôlé défectueux est évalué afin d'identifier les autres produits susceptibles de présenter le même défaut. L'approche globale proposée est appliquée à deux études de cas. La première étude a concerné l'industrie verrière. Le second cas d'application a porté sur le process benchmark Tennessee Eastman / This thesis, which is part of the Traçaverre Project, aims to optimize the recall when the production process is not batch type with a unit traceability of produced items. The objective is to minimize the number of recalled items while ensuring that all items with defect are recalled. We propose an efficient recall procedure that incorporates possibilities offered by the unitary traceability and uses a diagnostic function. For complex industrial systems for which human expertise is not sufficient and for which we do not have a physical model, the unitary traceability provides opportunities to better understand and analyse the manufacturing process by a re-enactment of the life of the product through the traceability data. The integration of product and process unitary traceability data represents a potential source of knowledge to be implemented and operate. This thesis propose a data model for the coupling of these data. This data model is based on two standards, one dedicated to the production and the other dealing with the traceability. We developed a diagnostic function based on data after having identified and integrated the necessary data. The construction of this diagnosis function was performed by a learning approach and comprises the integration of knowledge on the system to reduce the complexity of the learning algorithm. In the proposed recall procedure, when the equipment causing the fault is identified, the health status of this equipment in the neighbourhood of the manufacturing time of the defective product is evaluated in order to identify other products likely to present the same defect. The global proposed approach was applied to two case studies. The first study focuses on the glass industry. The second case of application deals with the benchmark Tennessee Eastman process

Le changement de paradigme portant la ressource immatérielle qu’est la connaissance au devant des ressources matérielles est à l’oeuvre dans de nombreuses entreprises industrielles. Nos travaux de recherche mettent en lumière les disciplines du management des connaissances et de l’ingénierie des connaissances, apportant des réponses méthodologiques et techniques pour aborder cette ressource. Nous nous intéressons de façon particulière au mode d’exploitation des connaissances par le biais d’objets tangibles (documents, systèmes d’information). Dans ce cadre nous proposons un modèle conceptuel permettant de structurer les outils supports de connaissances d’un organisme. Ce modèle s’adresse principalement aux entreprises ayant une vision processus de leur fonctionnement, conformément à l’ISO 9000. Il a été évalué suivant deux axes. Le premier axe concerne sa capacité descriptive. Nous montrons que le principe de classification à facettes utilisé est apte à être suffisamment précis et complet pour s’adapter à de nombreuses applications. A cet effet, nous exploitons ce principe dans le domaine de l’ingénierie des connaissances et développons un premier démonstrateur permettant de réaliser des échanges automatisés entre fichiers paramétrés. Le second axe concerne l’aptitude du modèle conceptuel proposé à supporter la construction d’un système d’information contribuant à une démarche de management des connaissances. Un démonstrateur implémentant le modèle a été développé et apporte une vision concrète des possibilités offertes par ce dernier. / Most of the industrial companies are currently performing a change of paradigm that places knowledge, immaterial resource by excellence, before material resources. The presented research works enlighten the scientific fields of knowledge management and knowledge engineering, which give methodological and technical answers to tackle this resource. We focus on the exploitation mode of knowledge through concrete objects (documents, information system). In this context, a conceptual model is proposed in order to structure the tools that support knowledge in an organisation. This model is mainly adapted to companies having a process view of their business, as prescribed by the ISO9000. The model is evaluated according two axes. The first axe evaluates the descriptive capacity of the model. We demonstrate that the concept of facet classification used fits the needs of being enough precise and complete to be adapted to many applications. To this end, we test this concept in the field of knowledge engineering and we propose a first demonstrator performing automatic exchanges between parameterised knowledge objects. The second axe evaluates the aptitude of the proposed conceptual model to support the creation of an information system that contributes to a knowledge management approach. A demonstrator that implements this model is proposed and gives a concrete set of capabilities.

Les alcaloïdes sont, en général, une famille de composés hétérocycliquesd'origine végétale qui intègrent des atomes d'azote dans leur structure complexe.Leur intérêt réside dans les activités biologiques intéressantes qu'ils présentent, etpour cette raison, ils sont largement utilisés par l'industrie pharmaceutique. Enparticulier, les anneaux de pyrrolidine et de pipéridine se trouvent comme basefondamentale dans un grand nombre de telles structures. D'autre part, l'un desprincipaux objectifs de la chimie synthétique est d'obtenir ces types de moléculesd'une manière asymétrique. Entre autres, la catalyse métallique s'est révélée trèsutile à cet effet. Par exemple, les ligands de type ferrocényle précédemmentdéveloppés dans notre groupe donnent naissance à des pyrrolidines énantiopuréesdensément substituées. De même, ces types de ligands ont été évalués dansdifférents types de réactions de cycloaddition, ce qui a entraîné la formationasymétrique de structures tricycliques d'intérêt biologique. D'autre part, une synthèseracémique collective de composés tétracycliques de la famille Securinega a étédéveloppée. Cette synthèse permet d'accéder à différents produits naturels de lafamille en raison de la polyvalence de l'intermédiaire lactone bicyclique. / Alkaloids are, in general, a family of heterocyclic compounds of vegetal originthat incorporate nitrogen atoms in their complex structure. Their interest lies in theoutstanding biological activities they present, and for this reason they are widely usedby the pharmaceutical industry. In particular, pyrrolidine and piperidine rings arefundamental scaffolds found in a large number of such structures. On the other hand,one of the main objectives of synthetic chemistry is to obtain these types ofmolecules in an asymmetric way. Among others, metal catalysis has proven to bevery useful for this purpose. For example, ferrocenyl proline ligands previouslydeveloped in our group gave rise to densely substituted enantiopure pyrrolidines.Likewise, these types of ligands have been evaluated in different types ofcycloaddition reactions, which have resulted in the asymmetric formation of tricyclicstructures of biological interest. In contrast, a collective racemic synthesis oftetracyclic compounds of the Securinega family has been developed. This synthesisprovides an access to different natural products of the family due to the divergencegiven by a bicyclic lactone intermediate.

Cette étude est motivée par les besoins réels de calcul dans la physique des réacteurs. Notre objectif est de concevoir les algorithmes parallèles, y compris en proposant efficaces noyaux algébriques linéaires et méthodes numériques parallèles.Dans un environnement many-cœurs en mémoire partagée tel que le système Intel Many Integrated Core (MIC), la parallélisation efficace d'algorithmes est obtenue en termes de parallélisme des tâches à grain fin et parallélisme de données. Pour la programmation des tâches, deux principales stratégies, le partage du travail et vol de travail ont été étudiées. A des fins de généralité et de réutilisation, nous utilisons des interfaces de programmation parallèle standard, comme OpenMP, Cilk/Cilk+ et TBB. Pour vectoriser les tâches, les outils disponibles incluent Cilk+ array notation, pragmas SIMD, et les fonctions intrinsèques. Nous avons évalué ces techniques et proposé un noyau efficace de multiplication matrice-vecteur dense. Pour faire face à une situation plus complexe, nous proposons d'utiliser le modèle hybride MPI/OpenMP pour la mise en œuvre de noyau multiplication matrice-vecteur creux. Nous avons également conçu un modèle de performance pour modéliser les performances sur MICs et ainsi guider l'optimisation. En ce qui concerne la résolution de systèmes linéaires, nous avons proposé un solveur parallèle évolutif issue de méthodes Monte Carlo. Cette méthode présente un degré de parallélisme abondant, qui s’adapte bien à l'architecture multi-coeurs. Pour répondre à certains des goulots d'étranglement fondamentaux de ce solveur, nous proposons un modèle d'exécution basée sur les tâches qui résout complètement ces problèmes. / This study is driven by the real computational needs coming from different fields of reactor physics, such as neutronics or thermal hydraulics, where the eigenvalue problem and resolution of linear system are the key challenges that consume substantial computing resources. In this context, our objective is to design and improve the parallel computing techniques, including proposing efficient linear algebraic kernels and parallel numerical methods. In a shared-memory environment such as the Intel Many Integrated Core (MIC) system, the parallelization of an algorithm is achieved in terms of fine-grained task parallelism and data parallelism. For scheduling the tasks, two main policies, the work-sharing and work-stealing was studied. For the purpose of generality and reusability, we use common parallel programming interfaces, such as OpenMP, Cilk/Cilk+, and TBB. For vectorizing the task, the available tools include Cilk+ array notation, SIMD pragmas, and intrinsic functions. We evaluated these techniques and propose an efficient dense matrix-vector multiplication kernel. In order to tackle a more complicated situation, we propose to use hybrid MPI/OpenMP model for implementing sparse matrix-vector multiplication. We also designed a performance model for characterizing performance issues on MIC and guiding the optimization. As for solving the linear system, we derived a scalable parallel solver from the Monte Carlo method. Such method exhibits inherently abundant parallelism, which is a good fit for many-core architecture. To address some of the fundamental bottlenecks of this solver, we propose a task-based execution model that completely fixes the problems.

Le développement récent des technologies de fabrication additive par couches (Additive Layer Manufacturing) a généré de nouvelles opportunités en termes de conception. Généralement, une étape d'optimisation topologique est réalisée pour les structures ALM. Cette tâche est aujourd'hui facilitée par des progiciels commerciaux, comme Altair OptiStruct ou Simulia TOSCA. Néanmoins, la liberté accordée par l’ALM est seulement apparente et des problèmes majeurs empêchent une exploitation complète et généralisée de cette technologie.La première lacune importante provient de l'intégration directe du résultat d'un calcul d’optimisation topologique dans un environnement CAO approprié. Quoi qu'il en soit, la géométrie optimisée résultante n'est disponible que sous une forme discrétisée, c'est-à-dire en termes d'éléments finis (FE) obtenus à la fin de l'optimisation. La frontière de la géométrie optimisée n'est pas décrite par une entité géométrique, par conséquent la topologie résultante n'est pas compatible avec les logiciels de CAO qui constituent l'environnement naturel du concepteur. Une phase de reconstruction CAO longue est nécessaire et le concepteur est obligé de prendre une quantité considérable de décisions arbitraires. Souvent la topologie CAO compatible résultante ne répond plus aux contraintes d'optimisation.La deuxième restriction majeure est liée aux exigences technologiques spécifiques à l’ALM qui doivent être intégrées directement dans la formulation du problème d'optimisation: considérer la spécificité de l’ALM uniquement comme un post-traitement de la tâche d’optimisation topologique impliquerait des modifications si importantes de la pièce que la topologie optimisée pourrait être complètement différente de la solution optimisée.Cette thèse propose une méthodologie générale pour résoudre les inconvénients mentionnés ci-dessus. Un algorithme d’optimisation topologique innovant a été développé: il vise à fournir une description de la topologie basée sur des entités NURBS et B-Spline purement géométriques, qui sont nativement CAO compatibles. Dans ce cadre, les analyses éléments finis sont utilisées uniquement pour évaluer les réponses physiques du problème étudié. En particulier, une entité géométrique NURBS / B-Spline de dimension D + 1 est utilisée pour résoudre le problème d’optimisation topologique de dimension D.L'efficacité de cette approche a été testée sur certains benchmarks 2D et 3D, issus de la littérature. L'utilisation d'entités NURBS dans la formulation de l’optimisation topologique accélère considérablement la phase de reconstruction CAO pour les structures 2D et présente un grand potentiel pour les problèmes 3D. En outre, il est prouvé que les contraintes géométriques, comme par exemple les épaisseurs minimale et maximale de matière, peuvent être efficacement et systématiquement traitées au moyen de l'approche proposée. De plus, des contraintes géométriques spéciales (non disponibles dans les outils commerciaux), par exemple le rayon de courbure local de la frontière de la phase solide, peuvent être formulées également grâce à la formulation NURBS. La robustesse de la méthodologie proposée a été testée en prenant en compte d'autres grandeurs mécaniques, telles que les charges de flambement et les fréquences naturelles liées aux modes de vibration.Enfin, malgré la nature intrinsèque de l'algorithme d’optimisation topologique basé sur les NURBS, certains outils ont été développés pour déterminer automatiquement le contour des pièces 2D sous forme de courbe et sous forme de surface dans le cadre 3D. L’identification automatique des paramètres des courbes 2D a été entièrement développée et un algorithme original a été proposé. Les principes fondamentaux de la méthode sont également discutés pour l'identification des paramètres des surfaces limites pour les pièces 3D. / The recent development of Additive Layer Manufacturing (ALM) technologies has made possible new opportunities in terms of design. Complicated shapes and topologies, resulting from dedicated optimisation processes or by the designer decisions, are nowadays attainable. Generally, a Topology Optimisation (TO) step is considered when dealing with ALM structures and today this task is facilitated by commercial software packages, like Altair OptiStruct or Simulia TOSCA. Nevertheless, the freedom granted by ALM is only apparent and there are still major issues hindering a full and widespread exploitation of this technology.The first important shortcoming comes from the integration of the result of a TO calculation into a suitable CAD environment. The optimised geometry is available only in a discretised form, i.e. in terms of Finite Elements (FE), which are retained into the computational domain at the end of the TO analysis. Therefore, the boundary of the optimised geometry is not described by a geometrical entity, hence the resulting topology is not compatible with CAD software that constitutes the natural environment for the designer. A time consuming CAD-reconstruction phase is needed and the designer is obliged to make a considerable amount of arbitrary decisions. Consequently, often the resulting CAD-compatible topology does not meet the optimisation constraints.The second major restriction is related to ALM specific technological requirements that should be integrated directly within the optimisation problem formulation and not later: considering ALM specificity only as post-treatment of the TO task would imply so deep modifications of the component that the optimised configuration would be completely overturned.This PhD thesis proposes a general methodology to overcome the aforementioned drawbacks. An innovative TO algorithm has been developed: it aims at providing a topology description based on purely geometric, intrinsically CAD-compliant entities. In this framework, NURBS and B-Spline geometric entities have been naturally considered and FE analyses are used only to evaluate the physical responses for the problem at hand. In particular, a NURBS/B-Spline geometric entity of dimension D+1 is used to solve the TO problem of dimension D. The D+1 coordinate of the NURBS/B-Spline entity is related to a pseudo-density field that is affected to the generic element stiffness matrix; according to the classical penalisation scheme employed in density-based TO methods.The effectiveness of this approach has been tested on some 2D and 3D benchmarks, taken from literature. The use of NURBS entities in the TO formulation significantly speeds up the CAD reconstruction phase for 2D structures and exhibits a great potential for 3D TO problems. Further, it is proven that geometrical constraints, like minimum and maximum length scales, can be effectively and consistently handled by means of the proposed approach. Moreover, special geometric constraints (not available in commercial tools), e.g. on the local curvature radius of the boundary, can be formulated thanks to the NURBS formulation as well. The robustness of the proposed methodology has been tested by taking into account other mechanical quantities of outstanding interest in engineering, such as buckling loads and natural frequencies.Finally, in spite of the intrinsic CAD-compliant nature of the NURBS-based TO algorithm, some support tools have been developed in order to perform the curve and surface fitting in a very general framework. The automatic curve fitting has been completely developed and an original algorithm is developed for choosing the best values of the NURBS curve parameters, both discrete and continuous. The fundamentals of the method are also discussed for the more complicated surface fitting problem and ideas/suggestions for further researches are provided.