Modélisation de scénarios de déversements dans un canal d'eau potable

RÉSUMÉ Dans le cadre de la nouvelle réglementation québécoise sur la protection des sources d'eau potable, la qualité de l'eau, mais également la vulnérabilité des sources d'eau à des événements de contamination doivent être évaluées. Des événements comme des déversements de substances toxiques ou d'eaux usées contenant des micro-organismes pathogènes peuvent nécessiter des changements dans l’opération d'une usine de traitement d'eau potable et s'ils ne sont pas adéquatement détectés et pris en charge, la santé de la population desservie pourrait être affectée. Ce projet a pour but de déterminer les types d'événements de contamination qui présentent le plus grand risque pour une source d'eau potable et les actions pouvant être prises pour minimiser ce risque. Le projet se base sur un cas d'étude réel d'un canal d'amenée d'une usine d'eau potable située en milieu urbain.----------ABSTRACT Under the new Quebec regulations on source water protection, water quality and vulnerability of source waters must be evaluated. Events leading to toxic spills or the release of waste water containing pathogenic microorganisms may require real time changes to the operation of a drinking water treatment plant. If spill events are not adequately recognized, foreseen and reported, the health of the population served by the community water supply may be affected. This project aims to determine the types of contamination events that pose the greatest threats to a drinking water source, and the actions that can be taken to minimize the risk. The project is based on a real case study of a canal used to supply raw water to a drinking water plant located in an urban area

APIA : architecture propriété intéraction acteur pour des mondes virtuels agiles

Une majorité de mondes virtuels (MVs) existants mettent l'accent sur la qualité graphique, les capacités réseaux ou sur la qualité de la modélisation. Toutefois, ces MVs manquent souvent agilité t tant au niveau de leur conception que de leur exécution. Il en résulte des MVs monolithiques avec peu de réutilisabilité. Cette thèse propose une architecture appelée "Architecture Propriété Interaction Acteur" (APIA) qui a pour objectif d'améliorer Yagilité des MVs en se concentrant sur les caractéristiques sous-jacentes : la composabilité, la réutilisabilité, la modifiabilité, l'extensibilité et une grande liberté d'action. La solution proposée consiste en une architecture générique basée sur un méta-modèle conceptuel comprenant cinq éléments de base, supportés par un processus et des algorithmes de gestion. Comparativement aux autres approches qui sont centrées sur l'entité, le métamodèle conceptuel propose un paradigme centré sur l'interaction entre les entités. Ce paradigme permet de regrouper les protocoles entre les entités et les aspects de l'interaction dans un élément du MV nommé interaction. Plusieurs exemples, dont des applications de cryochirurgie et d'inspection de barrages, viennent démontrer que les entités et les interactions sont moins interdépendantes avec cette approche. De plus, des exemples montrent que l'émergence de comportements est facilitée due à la meilleure composabilité de cette approche. Ensuite, le processus développé avec APIA définit trois groupes d'actions qui influencent à différents niveaux Yagilité future du MV. Finalement, APIA définit des algorithmes de gestion de ces actions afin de maintenir le MV cohérent tout au long des modifications, des extensions ou des compositions en cours d'exécution. Les gestionnaires qui appliquent ces algorithmes maintiennent automatiquement la cohérent du MV lors d'opérations de modification, d'extension et de composition. Ces caractéristiques sont désormais possibles en cours d'exécution sans l'intervention humaine

Système microfluidique d'analyse sanguine en temps réel pour l'imagerie moléculaire chez le petit animal

De nouveaux radiotraceurs sont continuellement développés pour améliorer l'efficacité diagnostique en imagerie moléculaire, principalement en tomographie d'émission par positrons (TEP) et en tomographie d'émission monophotonique (TEM) dans les domaines de l'oncologie, de la cardiologie et de la neurologie. Avant de pouvoir être utilisés chez les humains, ces radiotraceurs doivent être caractérisés chez les petits animaux, principalement les rats et les souris. Pour cela, de nombreux échantillons sanguins doivent être prélevés et analysés (mesure de radioactivité, séparation de plasma, séparation d'espèces chimiques), ce qui représente un défi majeur chez les rongeurs à cause de leur très faible volume sanguin (-1,4 ml pour une souris). Des solutions fournissant une analyse partielle sont présentées dans la littérature, mais aucune ne permet d'effectuer toutes les opérations dans un même système. Les présents travaux de recherche s'insèrent dans le contexte global d'un projet visant à développer un système microfluidique d'analyse sanguine complète en temps réel pour la caractérisation des nouveaux radiotraceurs TEP et TEM. Un cahier des charges a tout d'abord été établi et a permis de fixer des critères quantitatifs et qualitatifs à respecter pour chacune des fonctions de la puce. La fonction de détection microfluidique a ensuite été développée. Un état de l'art des travaux ayant déjà combiné la microfluidique et la détection de radioactivité a permis de souligner qu'aucune solution existante ne répondait aux critères du projet. Parmi les différentes technologies disponibles, des microcanaux en résine KMPR fabriqués sur des détecteurs semiconducteurs de type p-i-n ont été identifiés comme une solution technologique pour le projet. Des détecteurs p-i-n ont ensuite été fabriqués en utilisant un procédé standard. Les performances encourageantes obtenues ont mené à initier un projet de maîtrise pour leur optimisation. En parallèle, les travaux ont été poursuivis avec des détecteurs du commerce sous forme de gaufres non découpées. Un premier dispositif intégrant des canaux en KMPR sur ces gaufres a permis de valider le concept démontrant le grand potentiel de ces choix technologiques et incitant à poursuivre les développements dans cette voie, notamment en envisageant des expériences animales. L'utilisation prolongée des canaux avec du sang non dilué est cependant particulièrement exigeante pour les matériaux artificiels. Une passivation à l'albumine a permis d'augmenter considérablement la compatibilité sanguine de la résine KMPR. Le concept initial, incluant la passivation des canaux, a ensuite été optimisé et intégré dans un système de mesure complet avec toute l'électronique et l'informatique de contrôle. Le système final a été validé chez le petit animal avec un radiotraceur connu. Ces travaux ont donné lieu à la première démonstration d'un détecteur microfluidique de haute efficacité pour la TEP et la TEM. Cette première brique d'un projet plus global est déjà un outil innovant en soi qui permettra d'augmenter l'efficacité du développement d'outils diagnostiques plus spécifiques principalement pour l'oncologie, la cardiologie et la neurologie

Conception de l'architecture d'un habitat intelligent dédié à l'assistance et à la télésurveillance de personnes présentant des troubles cognitifs

Ce mémoire introduit le contexte et les objectifs du projet DOMUS et le situe dans le cadre de la recherche internationale. L'architecture de l'habitat intelligent proposée prend en compte les contraintes de la psychologie cognitive. Pour modéliser l'occupant, notre recherche s'est appuyée sur les théories suivantes: les théories de Baddeley, de Potter et de Norman et Shallice, et les architectures cognitives SOAR de Newell, EPIC de Meyer et Kieras, et ACT-R d'Anderson. Un modèle global décrivant les composantes essentielles du système est présenté. Les trois principales composantes retenues sont l' Assistance Cognitive , la Télésurveillance et les Urgences . Ensuite, l'organisation des composantes d' Assistance Cognitive et de Télésurveillance est détaillée. Plus particulièrement, une sous-composante permettant la simulation d'une personne atteinte de troubles cognitifs est modélisée par une architecture cognitive basée sur la théorie de Norman et Shallice, et l'architecture cognitive d'Anderson: ACT-R. Nous espérons ici ouvrir la voie à des recherches visant à élaborer une nouvelle architecture fonctionnelle prenant en compte les mécanismes des processus superviseurs décrits dans la théorie de Norman et Shallice. La réalisation informatique d'un prototype d'habitat intelligent en Java et en XML basé sur l'architecture décrite est ensuite abordé. Il s'agit d'un prototype réalisé en boîte noire dont le rôle essentiel est d'apporter une preuve du concept décrit et de mettre en relief les interactions entre les différentes composantes. Différents scénarios d'utilisation montrent les interactions entre les composantes de l'habitat et confirment la cohérence de l'architecture proposée

Les nouvelles technologies : une réponse aux effets physiologiques du vieillissement et des maladies liées au grand âge

Aging is unfortunately like living with a lot of conditions which aren’t affecting people because of homeostasis. When something goes wrong, such as a fall or a sudden and acute disease, elderly people would have terrible consequences, worse than for younger people. Thus, preventing falls, and monitoring pre-existing pathologies such as Alzheimer’s disease is a key to a good aging because geriatrician will adapt their prevention strategies for each individuals. Gerontechnologies (technologies for gerontological purposes) can help global prevention strategies for aging with relative ease. But, what is exactly a gerontechnology? What are the mechanics that can prevent falls? How to assess such devices? Is there any technical limitations we should pay attention for? Is there any clinical outcomes we should see? By reviewing previously made work on assessing technologies we showed what are the main outcomes on assessing technologies, what is lacking in such assessments and proposed a simple model for pluridisciplinary evaluations. This includes clinical outcomes (prevention), technical limitations, medico-economical outcomes, sociological outcomes (acceptability, appropriation, habits…) and intrinsic parameters of the devices. Such assessment is made possible with a controlled environment, clinical trial methodology and partnership with industry. With the result of a previous, real life conditions, clinical trial on simple assisting devices, we were able to design a large scale clinical trial with a complete evaluation of commercialized teleassistance service combined with home-based technologies. Indeed, our pilot study highlighted the potentials benefits of such devices on health, falls, functional autonomy and carers.Le vieillissement est malheureusement souvent le fait de devoir vivre avec des problèmes qui n'affecteraient pas des personnes jeunes à cause de l'homéostasie. Lorsque quelque chose va mal, comme par exemple une chute ou une maladie aiguë, les personnes âgées peuvent avoir des conséquences bien plus terribles que des personnes jeunes. Ainsi, la prévention des chutes et la surveillance de pathologies pré-existantes comme par exemple la maladie d'Alzheimer est une des clés du "bien vieillir", car le gériatre pourra adapter sa stratégie de prévention à chaque individu. Les gérontechnologies (technologies au service de la personne âgée) peuvent aider dans le cadre des stratégies de prévention globale. Mais, qu'est-ce exactement qu'une gérontechnologie ? Quels sont les déterminants à explorer pour prévenir les chutes ? Comment évaluer de tels dispositifs ? Y a-t-il des limitations techniques auxquelles nous devrions faire attention ? Y a-t-il des résultats cliniques attendus pour ces technologies ? En passant en revue la littérature préexistante sur l'évaluation de gérontechnologies, nous avons montré quels sont les principaux résultats à attendre, ce qu'il manque dans ces évaluations, et nous avons donc proposé un modèle simple d'évaluation pluridisciplinaire. Ce dernier inclus les résultats cliniques (prévention), les limitations techniques, le médico-économique, une évaluation sociologique (acceptabilité, appropriation, habitudes d'utilisation...), et la détermination des paramètres intrinsèques des équipements. Une telle évaluation n'est rendue possible que par un environnement contrôlé, une méthodologie qui suit celle des essais cliniques et par un partenariat avec les industriels. Avec les résultats d'une étude clinique en environnement écologique sur des technologies simples d'assistance et de prévention à domicile, nous avons été capables de dimensionner un essai clinique randomisé bien plus grand en termes d'échantillon afin d'évaluer l'impact préventif d'un service de téléassistance couplé à des technologies de prévention au domicile. En effet, notre étude pilote a montré les bénéfices potentiels d'équipements gérontechnologiques pour les personnes âgées et leurs aidants en termes de santé, de chutes, et d'autonomie fonctionnelle

Un modèle hybride pour le support à l'apprentissage dans les domaines procéduraux et mal définis

Pour construire des systèmes tutoriels intelligents capables d'offrir une assistance hautement personnalisée, une solution populaire est de représenter les processus cognitifs pertinents des apprenants à l'aide d'un modèle cognitif. Toutefois, ces systèmes tuteurs dits cognitifs ne sont applicables que pour des domaines simples et bien définis, et ne couvrent pas les aspects liés à la cognition spatiale. De plus, l'acquisition des connaissances pour ces systèmes est une tâche ardue et coûteuse en temps. Pour répondre à cette problématique, cette thèse propose un modèle hybride qui combine la modélisation cognitive avec une approche novatrice basée sur la fouille de données pour extraire automatiquement des connaissances du domaine à partir de traces de résolution de problème enregistrées lors de l'usagé du système. L'approche par la fouille de données n'offre pas la finesse de la modélisation cognitive, mais elle permet d'extraire des espaces problèmes partiels pour des domaines mal définis où la modélisation cognitive n'est pas applicable. Un modèle hybride permet de profiter des avantages de la modélisation cognitive et de ceux de l'approche fouille de données. Des algorithmes sont présentés pour exploiter les connaissances et le modèle a été appliqué dans un domaine mal défini : l'apprentissage de la manipulation du bras robotisé Canadarm2. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Systèmes tutoriels intelligents, cognition spatiale, robotique, fouille de donnée

Exploitation des réseaux principaux des voiries d'agglomération : schéma directeur d'exploitation de la route : réseaux de niveau 1. Guide méthodologique

Le guide pour l'exploitation des réseaux de niveau 1 s'inscrit dans le cadre du Schéma Directeur d'Exploitation de la Route ; il est destiné en premier lieu aux gestionnaires de réseaux, mais également aux concepteurs de la politique d'exploitation, qu'ils soient les uns et les autres liés à l'État ou aux collectivités locales. Ce document est un guide méthodologique au sens strict du terme, c'est-à-dire qu'il propose une démarche allant de la définition de la problématique à non pas la conception du projet mais plutôt à la fourniture des éléments de réflexion pour avancer dans les études préalables à cette conception. Les recommandations données dans cet ouvrage sont le fruit d'expériences. Néanmoins sur un certain nombres de points, l'état actuel des connaissances ne permettant pas de se prononcer, le parti a été de porter à connaissance les solutions envisageables sans se prononcer de façon décisive. C'est pourquoi, les éléments proposés ne constituent en aucun cas un cadre rigide mais bien au contraire une base pour mettre en lumière les pièges à éviter et donner quelques conseils. De plus, en fonction du contexte local, des amendements à la démarche générale pourront être proposés . Le domaine traité étant en constante évolution, des éditions ultérieures pourront s'enrichir des expériences et des technologies à venir. Le guide se compose de quatre grandes parties : - la première propose une démarche d'études lors de ce que nous avons appelé la phase préparatoire, - la deuxième développe plutôt les éléments utiles pour des études permettant une bonne conduite de l'opération, - la troisième expose le volet évaluation qui nécessairement recouvre les deux premières parties. Il est complété par une quatrième partie composée des annexes et d'une bibliographie, visant à développer de manière plus fine quelques thèmes que nous avons jugé pertinent d'évoquer mais sans rechercher l'exhaustivité et à fournir une base de documents auxquels le lecteur pourra s'intéresser. Pour pouvoir faire une bonne utilisation de ce document, il est recommandé dans un premier temps de faire une lecture complète pour s'imprégner de la démarche globale suggérée. Il est ensuite conseillé de travailler de manière linéaire partie par partie au moins pour les deux premières, car les différents chapitres de ces parties forment un tout et caractérisent un niveau d'élaboration du projet . Néanmoins certaines informations demandées dans les dossiers sanctionnant la première partie sont fournies dans la seconde . Cependant, comme le niveau de détail demandé dans ces documents est moins important que celui proposé dans le texte de cette seconde partie, il a été jugé préférable de les présenter en une seule fois et de faire référence aux chapitres correspondants pour l'élaboration du contenu des dossiers. D'autre part, le lecteur trouvera quelquefois des redites . Cette approche a été choisie pour éviter des allers-retours trop importants eu égard au fait que le document peut être utilisé de manière ponctuelle quelquefois pour préciser ou appréhender un point particulie

Développement d'un modèle de maturité en création de valeur à l'aide de l'intelligence artificielle

L’intelligence artificielle (IA) est de plus en plus présente dans la quasi-totalité des secteurs de l’économie. Malgré les nouvelles tendances, le grand nombre d’incertitudes dans le processus de développement des capacités organisationnelles en IA demeure une source d’inquiétudes de la part de la haute direction des organisations. Il est essentiel de bien maitriser les stratégies possibles pour en faire une utilisation appropriée. Plusieurs organisations sont encore loin de pouvoir l’appliquer dans leurs affaires ou dans leur chaîne de valeur malgré ses bénéfices anticipés. Le BCG Henderson Institute et le MIT ont mené, en 2020, une étude montrant que seulement 11 % d’entre elles rapportent des bénéfices significatifs de sa mise en oeuvre. Il y a un besoin énorme pour la haute direction des organisations de donner un sens à leurs investissements importants en IA. Les modèles de maturité peuvent jouer ce rôle. Un modèle de maturité est un ensemble de caractéristiques, d'attributs, d'indicateurs ou de modèles qui représentent la progression et la réussite dans un domaine ou une discipline particulière. L’objectif de la présente recherche est de présenter un projet de modèle de maturité en création de valeur avec l’IA. L'objectif de la solution est de doter les organisations d’un modèle de maturité en IA (MMIA) aligné sur les pratiques exemplaires reconnues de conception scientifique de modèles de maturité. Cet outil permettra ainsi de combler la lacune relevée dans la littérature scientifique et professionnelle en fournissant un modèle de maturité générique propice à une génération prévisible de valeur avec l’IA. La recherche a été effectuée en suivant la méthodologie de la science de la conception (Design science). Cette méthode vise le développement et l’évaluation d’un artefact en réponse à un problème bien défini. Le MMIA proposé s’appuie sur une macroarchitecture identifiant les 9 processus contribuant à la création de valeur, regroupés en 2 domaines principaux soit la Créer le modèle d’apprentissage et Exploiter le modèle. Cette macroarchitecture se découpe en 43 sous-processus détaillés. Le modèle final constitue une réinterprétation du modèle Capability Maturity Model Integration (CMMI). Les éléments du MMIA proposé présentent des indicateurs de constats d’états courants. Le MMIA est construit pour être évalué en 2 étapes. La première, au niveau global, s’adresse à la maturité et consiste en 55 indicateurs au niveau de 9 processus principaux. La seconde cible les capacités et vise à fournir des indications plus précises sur les points d’amélioration et de suivi pour gagner en maturité. On y retrouve quelques 187 indicateurs, au niveau des sous-processus, permettant de forer des processus choisis ou encore de reprendre l’exercice dans son ensemble pour valider la première étape. Une démonstration, auprès d’un groupe de 5 experts, par entrevue dans un premier temps, suivie d’une portion d’évaluation écrite portant sur 6 critères, a permis de valider et de compléter le MMIA. Les 5 experts ont été quasi unanimes à affirmer que le modèle présente une approche globale qui permet d’asseoir une feuille de route pour l’amélioration des processus IA. Ils ont souligné également sa capacité à appréhender la complexité et les contraintes de l’IA dans une simple visualisation et sa facilité d’utilisation pour évaluer le positionnement d’une organisation. Ils ont confirmé l’utilité potentielle du MMIA. Enfin, ils ont indiqué unanimement que le modèle proposé fournit une référence pour pouvoir créer un ensemble équilibré de mesures à suivre et qu’il a une structure et un contenu cohérents

Restructuration hydraulique et environnementale des réseaux d'assainissement

Lors de pluies abondantes, le citoyen qui vit dans les agglomérations urbaines se voit menacé d'inondations qui peuvent provenir aussi bien des insuffisances dans les réseaux d'assainissement que des débordements des cours d'eau. L'augmentation subite de ces débits d'eau excède les capacités de drainage et des stations d'épuration et provoque le déversement des surplus bruts d'eaux pluviales mélangées avec des eaux usées sur les propriétés privées ainsi que dans les cours d'eau. L'objectif principal de ce projet de recherche consiste à identifier et apporter des solutions aux diverses problématiques reliées à la présence dans ces villes d'anciens réseaux d'assainissements conçus selon le principe du tout à l'égout. Ces réseaux ne sont plus en mesure en temps de pluie de desservir les populations sans les inonder et déverser des polluants dans l'environnement. Ce mémoire traite des différentes notions de base associées aux réseaux d'assainissement. On y présente les différents types de réseaux, leurs caractéristiques, leurs fonctions, ainsi que les différents facteurs qui sont associés à leur gestion, entretien et mise à niveau. La problématique des réseaux d'assainissements et des déversements en temps de pluie y est abordée. Divers impacts comme les inondations, la baisse de rendement épuratoire, l'augmentation des coûts de pompage et de traitement sont aussi traités. Puis une revue de la littérature scientifique situe ce travail en rapport avec ce qui se fait ailleurs dans ce domaine, à l'intérieur du cadre plus large de la gestion intégrée des infrastructures urbaines et des interventions qui visent la réhabilitation hydraulique et environnementale. Elle permet aussi d'exposer l'état des connaissances actuelles dans les domaines des pratiques de gestion optimale de la ressource eau BMP (Best Management Practices), de la gestion en temps réel RTC (Real Time Control) et celui émergent de l'urbistique. Les outils, les paramètres et les modèles nécessaires à l'analyse sont présentés. Les différents aspects, liés à l'utilisation d'équipements de monitoring pour effectuer la gestion en temps réel des débordements d'eaux usées par les réseaux d'assainissement se basant sur des mesure continues de la qualité des eaux, y sont aussi soulignés. Le projet réalisé est celui de la réhabilitation des réseaux d'assainissement desservant le quartier centre-ville de l'arrondissement Verdun à Montréal. Pour éviter des inondations et des débordements, une nouvelle approche de restructuration du réseau d'assainissement a été conçue dans le cadre de cette étude. Ces correctifs ont consisté à mettre en place; des bassins de rétention, un ponceau de sub-surface, un nouvel ouvrage de régulation assisté par l'utilisation de nouvelles technologies de gestion, d'opération et de suivi en temps réel de la qualité des eaux