Dissertations / Theses on the topic 'Timber Infill'

The aim of this study is to evaluate the seismic resistance of traditional Ottoman timber frame &ldquo
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structures, which form the major part of Turkey&rsquo
s cultural heritage, from an engineering point of view. On the other hand, the seismic resistance of traditional Ottoman timber frame structures was not evaluated from an engineering perspective. For the aim of seismic resistance evaluation of traditional Ottoman timber frame houses, the TUBITAK (the Scientific and Technological Research Council of Turkey) project numbered 106M499 was carried out. Within this framework, 16 tests were carried out in the Structural Mechanics Laboratory of Middle East Technical University, by means of 8 1-1 scale timber frames of different geometrical configurations and material, carefully selected from traditional houses in Safranbolu, representing Ottoman timber frame &ldquo
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technique. The frames were tested without and with different infill/covering types, and parameters that directly or indirectly indicate the behavior of a structure under earthquake loading were derived from the results obtained at the end of experimental work. In addition, capacity calculations were carried out for each test, using ATC-40 procedure. The results demonstrated that Ottoman timber frame &ldquo
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houses are seismically resistant, and yet there are a number of important points that should be obeyed in their construction regarding size of diagonal elements, size and placement of openings, intervals between vertical studs, as well as connection details. It is also seen that certain infill/covering materials/methods are more advantageous than the others
for example, covering techniques results in a higher amount of maximum lateral load that the frame can bear under the same displacement. Infill with masonry blocks results in a larger increase in weight than in load bearing capacity. The conclusions drawn are intended to be used not only in the conservation of such structures but they are also expected to direct modern seismically resistant constructions.

Housing in prosperous American cities is becoming increasingly expensive, forcing many municipal governments to re-evaluate how they will continue to serve lower-income residents and ensure equitable access to housing and resources. In the City of Alexandria, the Alexandria Re-Development and Housing Authority (ARHA) has worked in recent years to partner with private developers to convert its existing stock of low-density, designated-affordable housing into more dense, mixed-income communities. This is possible because many of its existing communities sit on land in now-prime locations where the City currently allows the most density, as well as bonus density through a variety of mechanisms. While these projects have succeeded to some extent, the City is unfortunately still seeing a rapid rise in rents accompanied by a rapid decrease in available affordable housing of all types, in both privately-developed and publicly-subsidized communities. Increasing income disparity is also simultaneously driving lower-income to middle-class residents to suburban and exurban sites where limited access to municipal resources and public transportation can be highly detrimental to quality of life. While additional density is the knee-jerk response to many of affordability's challenges, often the resulting built solutions seem incomplete – achieving the basic goal of housing more residents, but failing to build thriving and diverse communities that connect people the way previous communities may have. After all, the pragmatics of building generally point towards maximizing square footage, monetary return, and speed of delivery by using conventional and commonly-accepted solutions, with less energy given to resident outcomes, and how people might be affected by the change to their living environments and communities. As Jan Gehl and Jane Jacobs examined in Cities for People and The Death and Life of Great American Cities respectively, simple pragmatics do not make for livable environments. A truly humanist approach to design for living in cities requires not only good policy, practice, and engagement, but also architectural strategies that respond to how humans relate to each other and their surroundings. Convergence explores how designers can contribute to making urban housing better for everyone by addressing housing affordability, person-to-person interaction, and community engagement in increasingly-dense environments. Its primary objectives are: • Encouraging neighborliness by increasing chance encounters as well as reducing the sharp threshold between private and public space often found in apartment-style buildings. • Increasing the visibility of human activity to the street in a multi-floor, multi-family project. • Using new mass timber methods and modularity to improve initial building construction and cost while also incorporating sustainable practices to reduce resource use and operating cost. • Anticipating that modification and reconfiguration will be required in the future, and offering defined parameters to simplify that process. • Creating a variety of unit sizes while also offering future flexibility to respond to changing community needs. • Combining the familiar with the novel to connect the new community to its surroundings, bridge experiences, and manage change.
Master of Architecture
In the City of Alexandria, the Alexandria Re-Development and Housing Authority (ARHA) owns several affordable housing sites in desirable locations that it has been working to convert into more dense, mixed-income housing in partnership with private developers. While these projects have succeeded to some extent, housing in the City continues to become increasingly expensive, and wages for low-income and lower-middle class residents are not keeping pace with the increase in cost of living. This phenomenon is pushing many long-time and/or lower-wage residents to the suburbs and exurbs, limiting access to municipal resources and public transportation, and reducing quality of life. As a result, communities and families with long histories in the City are breaking apart and dispersing. Many advocates, policymakers, designers, and developers have turned to additional density as the most immediate response to these concerns. However, additional density isn’t enough; new buildings may house more people, but fail to address the other aspects of building thriving and diverse communities that connect people the way previous communities may have. Good housing and good communities need more than square footage, so it is time to look beyond conventional solutions. New approaches are needed to respond to how people are affected by changes to their living environments and communities, and create the kinds of positive outcomes that should be part of any new housing project. Therefore, if we want to design for living in cities, we have to have good policies, practices, and engagement, but we also need architectural strategies that respond to how humans relate to each other and their surroundings. Convergence explores how designers can contribute to making urban housing better for everyone by addressing housing affordability, person-to-person interaction, and community engagement in increasingly-dense environments. Its primary objectives are: • Encouraging neighborliness by increasing chance encounters as well as reducing the sharp threshold between private and public space often found in apartment-style buildings. • Increasing the visibility of human activity to the street in a multi-floor, multi-family project. • Using new mass timber methods and modularity to improve initial building construction and cost while also incorporating sustainable practices to reduce resource use and operating cost. • Anticipating that modification and reconfiguration will be required in the future, and offering defined parameters to simplify that process. • Creating a variety of unit sizes while also offering future flexibility to respond to changing community needs. • Combining the familiar with the novel to connect the new community to its surroundings, bridge experiences, and manage change.

Recently, an innovative hybrid structure has been developed as an alternative lateral-load resisting system at The University of British Columbia. The hybrid structure incorporates Cross Laminated Timber (CLT) shear panels as an infill in steel moment resisting frames (SMRFs). In order to increase the applicability of the proposed system, in this thesis, a direct displacement based design methodology has been developed and analytically validated. Initially, a nonlinear time history analysis (NLTHA) was carried out to study the lateral behaviour of the proposed hybrid structure. For this purpose, a total of 162 different hybrid buildings were modeled and analyzed in OpenSees by using twenty earthquake ground motions (2% probability exceedance in 50 years). Post-earthquake performance indicators (Maximum Interstory Drift (MISD) and Residual Interstory Drift (RISD)) were obtained from the analyses. To assist the post-seismic safety assessment of the hybrid buildings, surrogate models for MISD and RISD were developed using Response Surface Methodology and Artificial Neural Network (ANN). By using the ANN surrogate models as fitness functions for the Genetic Algorithm, optimal modeling parameters of the hybrid system were obtained. Secondly, to represent the energy dissipative capacity of the hybrid system, an equivalent viscous damping (EVD) equation was developed. To formulate the EVD equation, 243 single-storey single-bay CLT infilled SMRF models were developed and subjected to monotonic static and semi-static cyclic analysis. The EVD of each model was calculated from the hysteretic responses based on Jacobsen's area based approach and later calibrated using NLTHA. Finally, an iterative direct displacement based design method was developed for the proposed hybrid structure. A detailed description of the proposed methodology is presented with a numerical example. In order to verify the proposed method, hybrid buildings with 3-, 6-, and 9- storey heights were designed. A calibrated EVD-ductility relationship was used to obtain the energy dissipation of the equivalent SDOF system for all case study buildings. Nonlinear time history analysis using twenty ground motion records was used to validate the performance of the proposed design methodology. The results indicate that the proposed design method effectively controls the displacements resulting from the seismic excitation of the hybrid structure.
Applied Science, Faculty of
Engineering, School of (Okanagan)
Graduate

Three structural typologies has been evaluated based on the nonlinear dynamic analysis (i.e. Newmark's methods for MDFs: average acceleration method with Modified Newton-Raphson iteration). Those structural typologies differ each other only for the infills presence and placement. In particular, with the term BARE FRAME: the model of the structure has two identical frames, arranged in parallel. This model constitutes the base for the generation of the other two typologies, through the addition of non-bearing walls. Whereas with the term INFILLED FRAME: the model is achieved by adding twelve infill panels, all placed in the same frame. Finally with the term PILOTIS: the model has been generated to represent structures where the first floor has no walls. Therefore the infills are positioned in only one frame in its three upper floors. All three models have been subjected to ten accelerograms using the software DRAIN 2000.

Les séismes constituent une source d’aléas importante pour l’étude de la vulnérabilité d’unbâtiment. Le comportement parasismique des bâtiments à ossatures en bois est particulièrementintéressant. Deux familles de structure à ossature en bois peuvent être distinguées : les ossaturesutilisant les produits industriels que sont les panneaux en bois reconstitué servant à contreventerla structure et les connecteurs métalliques, et les ossatures traditionnelles avec remplissage reposantsur des techniques de construction anciennes et dépendantes du contexte local. L’efficacitédu comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois traditionnels avec remplissagereste encore peu reconnue en raison du manque de résultats issus des travaux de recherche.Les travaux présentés dans cette thèse visent ainsi à améliorer les connaissances sur le comportementparasismique de cette typologie constructive. Partant de l’hypothèse selon laquellece comportement est gouverné par la réponse des assemblages par connecteurs métalliques, uneapproche multi-échelles, couplant études expérimentales et études numériques est développée.Elle détaille l’analyse à l’échelle 1 de la connexion, en passant par l’échelle 2 des cellules élémentaires,constitutives des murs, par l’échelle 3 des murs de contreventement pour se finaliserà l’échelle 4 du bâtiment dans son ensemble.Sur le plan expérimental, cette approche permet d’une part, de réaliser des études paramétriqueset ainsi d’appréhender l’influence de la réponse de chaque élément (bois, clous, feuillard,remplissage, contreventement, ouvertures) sur le comportement local (échelles 1 et 2) et global(échelles 3 et 4) de la structure. D’autre part, elle permet de fournir une base de données pourla validation des modélisations numériques aux différentes échelles.Sur le plan de la modélisation numérique, cette approche multi-échelles est fondée sur la priseen compte du comportement non-linéaire hystérétique des assemblages à l’échelle supérieure, parl’intermédiaire d’un macro-élément, développé dans la cadre de la méthode des éléments finis.Ainsi, grâce à une modélisation simplifiée (assemblage des macro-éléments), le calcul est rapide,aussi bien à l’échelle du mur qu’à celle du bâtiment, et intègre les phénomènes non-linéaire locaux.Le modèle peut ainsi prédire de manière relativement précise le comportement dynamique de lastructure complète à l’échelle 4, testée sur table vibrante.L’étude présentée dans ce manuscrit fait partie des travaux précurseurs relatifs à l’analysede la vulnérabilité sismique des ossatures bois avec remplissage. Cette étude débouche sur denombreuses perspectives pour l’analyse de cette typologie constructive. Elle confirme que les bâtimentsà ossatures en bois avec remplissage ont un comportement parasismique très performant
The seismic vulnerabilty is an important issue in the design of a building. The seismicresistant behavior of timber-framed structures is particularly relevant. Two types of timberframedstructures can be distinguished : the timber-framed structures using industrial products,such as wood-products panels used to brace the structure or metal fasteners, and traditionaltimber-framed structures included infill made of natuarl materials (earth or stones masonry).The seismic resistant behavior efficiency of traditional structures remains poorly recognizedbecause of the lack of research results on this kind of construction.Therefore, the thesis aims at improving the seismic behavior knowledge of timber-framedmasonry. Based on the assumption that their behavior is driven by the response of the metalfasteners connections, a multi-scale approach is proposed. It couples experimental and numericalstudies. At the scale 1 of the connection, at the scale 2 of the elementary constitutive cell ofwalls, at the scale 3 of structural elements such as shear walls and finally at the scale 4 of theentire building.In regards to the experimental work, this method allows, on the one hand, to perform parametricstudies and to analyze the influence of each element (wood member, nails, steel strip,infill, bracing, openings) on the local behavior (scales 1 and 2) and on the global behavior(scales 3 and 4) of the structure. On the other hand, it allows to provide a database to validatethe numerical modeling at each scale.In regards to the numerical work, this multi-scale approach allows to take into account thehysteretic behavior of joints in the development of a macro-element at the scale 2. Thus, thanksto a simplified finite element modeling (macro-element assembly), the computational cost islimited and it allows to take into account the local phenomena. The model is able to predictrelatively accurately the dynamic behavior at the scale 4 of the building, tested on a shakingtable.The study, presented herein, is one of the pioneer work that deals with the analysis of theseismic vulnerability of timber-framed structures with infill panels. This study provides outlookfor the analysis of this type of buildings. It confirms that the timbered masonry structures havea relevant seismic resistant behavior

Cette thèse contient des contributions originales à la théorie du Contrôle Optimal en temps discret et en horizon infini du point de vue de Pontryagin. Il y a 5 chapitres dans cette thèse. Dans le chapitre 1, nous rappelons des résultats préliminaires sur les espaces de suites à valeur dans et des résultats de Calcul Différentiel. Dans le chapitre 2, nous étudions le problème de Contrôle Optimal, en temps discret et en horizon infini avec la contrainte asymptotique et avec le système autonome. En utilisant la structure d'espace affine de Banach de l'ensemble des suites convergentes vers 0, et la structure d'espace vectoriel de Banach de l'ensemble des suites bornées, nous traduisons ce problème en un problème d'optimisation statique dam des espaces de Banach. Après avoir établi des résultats originaux sur les opérateurs de Nemytskii sur les espaces de suites et après avoir adapté à notre problème un théorème d'existence de multiplicateurs, nous établissons un nouveau principe de Pontryagin faible pour notre problème. Dans le chapitre 3, nous établissons un principe de Pontryagin fort pour les problèmes considérés au chapitre 2 en utilisant un résultat de Ioffe-Tihomirov. Le chapitre 4 est consacré aux problèmes de Contrôle Optimal, en temps discret et en horizon infini, généraux avec plusieurs critères différents. La méthode utilisée est celle de la réduction à l'horizon fini, initiée par J. Blot et H. Chebbi en 2000. Les problèmes considérés sont gouvernés par des équations aux différences ou des inéquations aux différences. Un nouveau principe de Pontryagin faible est établi en utilisant un résultat récent de J. Blot sur les multiplicateurs à la Fritz John. Le chapitre 5 est consacré aux problèmes multicritères de Contrôle Optimal en temps discret et en horizon infini. De nouveaux principes de Pontryagin faibles et forts sont établis, là-aussi en utilisant des résultats récents d'optimisation, sous des hypothèses plus faibles que celles des résultats existants
This thesis contains original contributions to the optimal control theory in the discrete-time framework and in infinite horizon following the viewpoint of Pontryagin. There are 5 chapters in this thesis. In Chapter 1, we recall preliminary results on sequence spaces and on differential calculus in normed linear space. In Chapter 2, we study a single-objective optimal control problem in discrete-time framework and in infinite horizon with an asymptotic constraint and with autonomous system. We use an approach of functional analytic for this problem after translating it into the form of an optimization problem in Banach (sequence) spaces. Then a weak Pontyagin principle is established for this problem by using a classical multiplier rule in Banach spaces. In Chapter 3, we establish a strong Pontryagin principle for the problems considered in Chapter 2 using a result of Ioffe and Tihomirov. Chapter 4 is devoted to the problems of Optimal Control, in discrete time framework and in infinite horizon, which are more general with several different criteria. The used method is the reduction to finite-horizon initiated by J. Blot and H. Chebbi in 2000. The considered problems are governed by difference equations or difference inequations. A new weak Pontryagin principle is established using a recent result of J. Blot on the Fritz John multipliers. Chapter 5 deals with the multicriteria optimal control problems in discrete time framework and infinite horizon. New weak and strong Pontryagin principles are established, again using recent optimization results, under lighter assumptions than existing ones

Cette thèse s'inscrit dans le contexte du calcul en temps infini. Par cette désignation, nous faisons référence au temps indicé par des ordinaux, ces derniers possédant de bonnes propriétés pour ``compter''en leur long. En 2000, le modèle des machines de Turing à temps infini fut proposé par Hamkins et Lewis. Ce modèle généralise le processus de calcul des machines de Turing aux étapes de temps représentées par des ordinaux. Dans ce modèle de calcul, les étapes sont indicées par des ordinaux dénombrables, bien que le ruban soit toujours indicé par des entiers naturels. Les entrées du modèle sont donc les suites infinies de lettres. Un certain nombre de comportements nouveaux et étonnants apparaissent avec ces machines. Dans notre thèse, nous nous intéressons à certains de ces comportements.Naturellement, plus les temps de calcul sont longs, plus le modèle est puissant, et plus il devient possible de décider de nouveaux ensembles.À partir d’ordinaux assez grands, de nouvelles propriétés structurelles apparaissent également. L'une d'entre elles est l'existence de brèches dans les temps possibles d'arrêts de programmes. Lorsque ces brèches furent découvertes, de premiers liens entre elles et le caractère admissible des ordinaux qui les commencent furent établis. Notre approche utilise l'algorithmique pour préciser les liens entre les propriétés logiques des ordinaux et les propriétés calculatoires de ces machines à temps infini.Plus précisément, grâce à des des algorithmes spécifiques, nous découvrons et prouvons de nouvelles propriétés sur ces brèches,amenant à une meilleure compréhension de leur structure. Nous montrons notamment que les brèches peuvent être de toutes les tailles (limites) écrivables, qu'il en existe même de taille au moins aussi grande que leur ordinal de début. Jusqu’à la première brèche ayant cette caractéristique, la structure des brèches est assez proche de celle des ordinaux : elles apparaissent en ordre croissant en fonction de leur taille. Nous montrons également que jusqu'à cette brèche spéciale, si les ordinaux admissibles sont exactement les ordinaux débutant les brèches, au-dessus, des ordinaux admissibles peuvent apparaître au milieu de très grandes brèches et la structure des brèches devient désordonnée
This thesis is centred on the study of infinite time computations. Infinite time here means having a time axis indexed by ordinals — the ordinals are convenient objects along which we can count. The infinite time Turing machine model was introduced by Hamkins and Lewis in 2000. This model generalises the Turing machine computation model to ordinal time. In this model, stages are indexed by (countable) ordinals, even though the tape is indexed by the integers as in the classical model. This model can thus now have infinite strings as input. The main focus of this thesis is the study of some of the new and surprising behaviours that these machines exhibit. Naturally, the longer, i.e., the greater ordinal, the computations run, the more powerful the model is, i.e. it computes/recognizes more sets. If the computations run beyond certain ordinal times, new structural properties also appear. One of these properties is the existence of gaps in the halting times of the machines. When these gaps had been discovered, some first links had been established between these gaps and the admissible character of the ordinals starting them. Our approach uses algorithmics as a mean to emphasize the links between the logical properties of the ordinals involved and the computational properties of the infinite time Turing machines. Moreover, thanks to some specific algorithms, we discover and prove new properties of these gaps, leading to a better understanding of their structure. We show in particular that gaps can have precisely every possible writable ordinal size and that there are gaps whose length is greater or equal than their starting ordinal point. Until the first of such a gap, the gaps appear in increasing sizes. We also show that even if, before this special gap, admissible ordinals only appear at the beginning of gaps, the gaps structure becomes quite disordered beyond that point, with admissible ordinals appearing not only at the beginning but also inside some (huge) gaps

SEISMIC STRENGTHENING OF A MID-RISE REINFORCED CONCRETE FRAME USING CFRPs: AN APPLICATION FROM REAL LIFE Tan, Mustafa Tü
mer M.S., Department Of Civil Engineering Supervisor: Prof. Dr. Gü
ney Ö
zcebe Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. BariS Binici May 2009, 162 pages FRP retrofitting allows the utilization of brick infill walls as lateral load resisting elements. This practical retrofit scheme is a strong alternative to strengthen low to mid-rise deficient reinforced concrete (RC) structures in Turkey. The advantages of the FRP applications, to name a few, are the speed of construction and elimination of the need for building evacuation during construction. In this retrofit scheme, infill walls are adopted to the existing frame system by using FRP tension ties anchored the boundary frame using FRP dowels. Results of experiments have previously shown that FRP strengthened infill walls can enhance lateral load carrying capacity and reduce damage by limiting interstory drift deformations. In previous, analytical studies, a detailed mathematical model and a simplified version of the model for compression struts and tension ties was proposed and verified by comparing model estimations with test results. In this study, an existing 9-storey deficient RC building located in Antakya was chosen to design and apply a hybrid strengthening scheme with FRPs and reduced number of shear walls. Linear elastic analysis procedure was utilized (force based assessment technique) along with the rules of Mode Superposition Method for the reftrofit design. FRP retrofit scheme was employed using the simplified model and design was conducted such that life safety performance criterion is satisfied employing elastic spectrum with 10% probability of exceedance in 50 years according to the Turkish Earthquake Code 2007. Further analytical studies are performed by using Modal Pushover and Nonlinear Time-History Analyses. At the end of these nonlinear analyses, performance check is performed according to Turkish Earthquake Code 2007, using the strains resulting from the sum of yield and plastic rotations at demand in the critical sections. CFRP retrofitting works started at October 2008 and finished at December 2008 for the building mentioned in this study. Eccentric reinforced concrete shearwall installation is still being undertaken. All construction business is carried out without evacuation of the building occupants. This project is one of the first examples of its kind in Turkey. Keywords: CFRP, Carbon Fiber Reinforced Polymers, Masonry Infill Walls, Reinforced Concrete Infill Walls, Mid-Rise Deficient Structures, Turkish Earthquake Code 2007, Modal Pushover Analysis, Nonlinear Time History Analysis, Linear Elastic Building Assessment

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KarllaMSLC.pdf: 1651302 bytes, checksum: c8e051c662b1016f7e8abeaff047c73b (MD5) Previous issue date: 2008-12-12
The physical and environmental factors presented by each habitat and the rhythm of behavior patterns strongly influence the ecology and behavior of the all living beings. At same time this factors may provide clues about the structure of a population and its ecological balance. The organizational structure, ecology and behavior of a species appraised in a region if we know be in balance when compared to the same type of appraisal made in a degraded area can provide a clear view of how the anthropogenic influences acted on these species and what steps can be taken in order to mitigate the effects and keep the population. The region where this study was conducted is, like most areas of port, subject to intense physical and environmental degradation. With the emerging interest of change in the quality of these environments also by the companies themselves that use the port services, the proposed study aimed to characterize the use of habitat, the distribution of behavioral activities carried out throughout the day and influence of geomorphology of the bed, depth and variation of tide on the expression of the behavior of Sotalia guianensis in the port of Maceio - Alagoas. From this information will be possible establish parameters for comparison with other populations of S. guianensis and establish conservation measures for the population occurring in the port of Maceio - AL, serving also as a basis for conservation actions future performed in other port regions
Os fatores f?sicos e ambientais apresentados por cada h?bitat e a ritimicidade dos padr?es comportamentais influenciam fortemente a ecologia e o comportamento dos seres vivos em geral. Ao mesmo tempo tais fatores podem fornecer pistas sobre a estrutura de uma popula??o e seu equil?brio ecol?gico. A estrutura organizacional, ecol?gica e comportamental de uma esp?cie avaliada em regi?es sabidamente em equil?brio quando comparada ? mesma avalia??o feita em ?reas degradadas pode fornecer um panorama claro de como as influ?ncias antr?picas agiram sobre estas esp?cies e que medidas podem ser tomadas no intuito de mitigar os efeitos nocivos e conservar a popula??o. A regi?o onde foi realizado esse estudo est?, assim como a maioria das ?reas de porto, sujeita ? intensa degrada??o f?sica e ambiental. Com o interesse emergente de mudan?a na qualidade desses ambientes por parte tamb?m das pr?prias empresas que utilizam os servi?os portu?rios, o estudo proposto visou caracterizar o uso do habitat, a distribui??o das atividades comportamentais realizadas ao longo do dia e a influ?ncia da geomorfologia do fundo, profundidade e das varia??es da mar? sobre a express?o dos comportamentos de Sotalia guianensis na regi?o do Porto de Macei? Alagoas. A partir dessas informa??es ser? poss?vel estabelecer par?metros para compara??o com outras popula??es de S. guianensis e delinear medidas de conserva??o para a popula??o ocorrente no Porto de Macei? AL, servindo ainda como base para a??es de conserva??o futuramente executadas em outras regi?es portu?rias

Avec l'augmentation considérable d'acquisitions de données temporelles dans les dernières décennies comme les systèmes GPS, les séquences vidéo ou les suivis médicaux de pathologies ; le besoin en algorithmes de traitement et d'analyse efficaces d'acquisition longitudinales n'a fait qu'augmenter. Dans cette thèse, nous proposons une extension du formalisme mean-shift, classiquement utilisé en traitement d'images, pour le groupement de séries temporelles multidimensionnelles. Nous proposons aussi un algorithme de groupement hiérarchique des séries temporelles basé sur la mesure de dynamic time warping afin de prendre en compte les déphasages temporels. Ces choix ont été motivés par la nécessité d'analyser des images acquises en imagerie par résonance magnétique sur des patients atteints de sclérose en plaques. Cette maladie est encore très méconnue tant dans sa genèse que sur les causes des handicaps qu'elle peut induire. De plus aucun traitement efficace n'est connu à l'heure actuelle. Le besoin de valider des hypothèses sur les lésions de sclérose en plaque nous a conduit à proposer des méthodes de groupement de séries temporelles ne nécessitant pas d'a priori sur le résultat final, méthodes encore peu développées en traitement d'images
Due to the dramatic increase of longitudinal acquisitions in the past decades such as video sequences, global positioning system (GPS) tracking or medical follow-up, many applications for time-series data mining have been developed. Thus, unsupervised time-series data mining has become highly relevant with the aim to automatically detect and identify similar temporal patterns between time-series. In this work, we propose a new spatio-temporal filtering scheme based on the mean-shift procedure, a state of the art approach in the field of image processing, which clusters multivariate spatio-temporal data. We also propose a hierarchical time-series clustering algorithm based on the dynamic time warping measure that identifies similar but asynchronous temporal patterns. Our choices have been motivated by the need to analyse magnetic resonance images acquired on people affected by multiple sclerosis. The genetics and environmental factors triggering and governing the disease evolution, as well as the occurrence and evolution of individual lesions, are still mostly unknown and under intense investigation. Therefore, there is a strong need to develop new methods allowing automatic extraction and quantification of lesion characteristics. This has motivated our work on time-series clustering methods, which are not widely used in image processing yet and allow to process image sequences without prior knowledge on the final results

Nous reconsidérons les arguments de Zénon d’Élée dits de l’« Achille » et de la « Dichotomie », en réunissant les perspectives de plusieurs disciplines, dont l’histoire de la philosophie ancienne, l’histoire et la philosophie des mathématiques, et la philosophie du temps. Nous soutenons que les réponses ordinairement données à ces arguments au XXe siècle, d’après lesquelles la mathématique moderne nous donne les moyens de dissoudre l’aporie, sont erronées et s’accompagnent d’une vue faussée sur le problème originel, notamment sur le concept d’infini qu’il implique. Dans la première partie, nous étudions les sources sur Zénon et sur son contexte de réception, pour établir que l’infini est chez lui second par rapport à l’idée d’inachevabilité, qui découle d’un mode de raisonnement nouveau qu’on peut nommer « itératif indéfini ». Nous examinons comment Zénon a utilisé ce raisonnement dans l’élaboration d’apories dialectiques, et comment l’ensemble des systèmes antiques étaient susceptibles de résoudre ces dernières. Dans la seconde partie, nous défendons l’aporie zénonienne du mouvement. Nous montrons qu’elle repose sur un principe que nous nommons « principe d’achevabilité », lui-même ancré dans notre intuition temporelle du passage. À travers la considération de la littérature sur les « supertasks », des problèmes concernant la réalité et la nature du temps, des différents concepts d’infini, et de la réflexion métamathématique, nous montrons à la fois pourquoi les théories de l’infini mathématique sont, de fait, la seule raison conduisant à rejeter le principe d’achevabilité, et pourquoi elles ne sont pas, de droit, en mesure de justifier ce rejet
We reconsider Zeno of Elea’s arguments known as “Achilles” and the “Dichotomy”, bringing together perspectives from several disciplines, including the history of ancient philosophy, the history and philosophy of mathematics and the philosophy of time. We contend that the usual contemporary answers to these arguments – according to which modern mathematics allow us to dissolve the aporia – are wrong, and carry a false view of the original problem, especially of the concept of infinity it implies. In the first part of the dissertation, we study the sources relevant to Zeno and his arguments’ reception context, in order to establish that Zeno’s infinite is dependant upon an idea of unachievability, acquired through to a new mode of reasoning that we call “indefinite iterative”. We examine the ways Zeno used this mode of reasoning in order to design dialectical aporias, and how ancient philosophical systems were capable of solving them. In the second part, we vindicate Zeno’s aporia of motion. We show that it rests on what we call “the achievability principle”, that itself is anchored in our intuition of passage. Through the consideration of problems relevant to so-called ‘supertasks’, to the reality and the nature of time, to the notion of infinity and to the metamathematical debate, we show, at the same time, how mathematical theories of the infinite are the only de facto reason to deny the achievability principle, and how they cannot, de jure, justify such a denial

La question d’un monde créé sans commencement ou, comme on le dit souvent, le problème de « l’éternité du monde », a été l’occasion d’une vive controverse entre les penseurs latins du XIIIe siècle, dont saint Thomas d’Aquin. Nonobstant sa foi avérée en une création avec un commencement, Thomas, théologien et philosophe catholique, s’est interrogé tout au long de sa carrière : « Aurait-il été possible que Dieu créât un monde sans commencement ? » Cette persévérance est suffisamment paradoxale pour attirer l’attention, d’autant que Thomas, en sa réponse, s’opposait à la grande majorité de ses contemporains.Après une courte partie introductive qui brosse à grands traits et sans prétention le contexte historique, sont donc présentés les onze textes thomasiens traitant de la durée du monde, et spécialement de la possibilité d’un monde créé sans commencement, en leur langue latine ainsi qu’en une traduction française originale. Puis sont analysés les arguments présentés par Thomas, et les questions qu’ils peuvent soulever. Si les rapports entre la philosophie et la foi, comme entre la philosophie et la science, entrent en ligne de compte, les notions de causalité naturelle et de causalité volontaire, de fini et d’infini, de création divine et d’action humaine, de temps et d’éternité, de démonstration rationnelle et d’argument de convenance, constituent le cœur de cette élucidation philosophique.Au terme de la démarche, il apparaît que, pour saint Thomas d’Aquin, si le monde, en fait, a été créé avec un commencement (c’est pour lui une certitude de foi), en droit il aurait pu être créé sans aucun commencement (et c’est pour lui une affirmation légitime de la raison)
The question of a world created without beginning or, as is often said, the problem of « the eternity of the world », was the occasion of a controversy between the latin thinkers of the thirteenth century, including St. Thomas Aquinas. Despite his unquestionable faith in a creation with a beginning, Thomas, catholic theologian and philosopher, wondered throughout his life : « Would it have been possible that God created a world without beginning ? » This perseverance is paradoxical enough to attract attention, especially as Thomas, in his reply, was opposed to the vast majority of his contemporaries.After a short and unpretentious introduction that describes historical context, eleven thomasians texts dealing with the duration of the world are presented, and especially the possibility of a world created without beginning, in the original latin and in a new french translation. Then the arguments given by Thomas are analyzed, as well as the issues they may raise. If the relationship between philosophy and faith, and between philosophy and science, are taken into account, the concepts of natural causality and voluntary causality, finite and infinite, divine creation and human action, time and eternity, rational demonstration and argument of convenience, are the heart of this philosophical elucidation.At the end of the process, it appears that, for Aquinas, if the world, in fact, was created with a beginning (this is for him a certainty of faith), nevertheless it could have been created without a beginning (and this is for him a legitimate statement of reason)

Ce rapport de thèse est consacré à l'étude de modèles de champ de phase de type Caginalp. Nous considérons ici, deux modèles : le premier étant une généralisation du modèle de champ de phase de Caginalp basée sur une généralisation de la loi de Maxwell-Cattaneo et le second une généralisation provenant de la théorie de la conduction de chaleur introduite par Chen et Gurtin. L'étude du premier modèle est faite aussi bien dans un domaine borné (avec un potentiel régulier puis dans le cas d'un potentiel non régulier), que dans un domaine non borné, en l'occurrence R3. Le second modèle est un problème de champ de phase avec un couplage (linéaire et non linéaire). Tout d'abord, l'existence, l'unicité et la régularité des solutions sont analysées aux moyens d'arguments classiques. Ensuite, l'existence d'ensembles bornés absorbants et compacts attractifs est établie, assurant ainsi l'existence de l'attracteur global. Enfin, dans certains cas, l'existence d'attracteurs exponentiels, ainsi que le comportement spatial des solutions lorsque le domaine spatial est un cylindre semi-infini tri-dimensionnel, sont analysés
This thesis report is dedicated to the study of Caginalp type phase-field Models. Here, we consider two models: the first one being a generalization of the field phase Caginalp based on a generalization of the Maxwell-Cattaneo law and the second one coming from the theory of heat conduction involving two temperatures. We study the first model in bounded (with regular and irregular potentials) and unbounded (i.e. R3) domains. The second model is a phase-field one with coupling term (linear and nonlinear). Firstly, the existence, uniqueness and regularity of solutions are analyzed by means of classical arguments. Secondly, the existence of bounded absorbing sets and attractive compact is established. Such results ensures the existence of the global attractor. Finally, in some cases, the existence of exponential attractors, as well as the spatial behavior of solutions when the spatial domain is a three-dimensional semi-infinite cylinder, are analyzed

En automatique, un observateur joue un rôle primordial dans la commande et la supervision des processus ou encore la détection de défauts, vu sa capacité à fournir des informations sur les valeurs des états non mesurés ou non disponibles. Dans ce contexte, cette thèse porte sur l'estimation non pas uniquement de l'état, mais aussi des paramètres inconnus affectant la dynamique du système de façon simultanée. Ce problème est traité pour des classes de systèmes non linéaires soumis à des retards constants et inconnus. Il représente un enjeu double, tant sur l'estimation conjointe de l'état et des paramètres inconnus, que dans la présence des retards qui affectent la dynamique des systèmes. Dans un premier temps, des observateurs fonctionnels robustes ont été développés pour des systèmes faisant intervenir des non linéarités état-commande et soumis à des retards. Le problème de la robustesse a été considérée, dans un premier temps, pour prendre en compte la présence de perturbations à énergie finie en faisant appel à la théorie Hinfini, et dans un second temps vis-à-vis d'incertitudes paramétriques affectant les paramètres du modèle du système à observer. Des conditions nécessaires et suffisantes pour l'existence des observateurs ont été données à travers la résolution d'équations de Sylvester. Cette résolution a permis de simplifier le problème avec le paramétrage des gains de l'observateur via un seul gain à déterminer. Comme l'étude de la convergence de l'observateur revient à étudier la stabilité de l'erreur d'estimation, la théorie de Lyapunov-Krasovskii dédiée à la stabilité des systèmes à retards a été utilisée en se basant sur une approche de type descripteur. Cette étude a permis d'aboutir à des conditions suffisantes de convergence asymptotique, exprimées sous forme de LMI. Tout au long du mémoire, la synthèse des observateurs a été considérée pour l'ordre plein et l'ordre réduit. Puis, les développements ont été étendus, au cas où on souhaite estimer l'état du système considéré simultanément avec certains paramètres inconnus affectant ce dernier. Deux pistes ont été étudiées à travers ce mémoire : lorsque le vecteur des paramètres inconnus agit linéairement par rapport à la dynamique du système et lorsque les paramètres inconnus agissent non linéairement par rapport à la dynamique du système. L'approche développée a permis d'étudier simultanément la convergence de l'état et des paramètres inconnus, ce qui a permis de relaxer certaines contraintes imposées lors de la synthèse des observateurs adaptatifs dans la littérature, notamment la contrainte d'excitation persistante considérée au niveau de la deuxième piste de recherche. Pour finir, les résultats obtenus ont été étendus à une classe de systèmes singuliers non linéaires, qui, outre les relations dynamiques, fait intervenir des relations algébriques
In automatic control reaserch fields, an observer plays a key role in the control and supervision of processes or the detection of faults, given its ability to provide information on the values of unmeasured or unavailable states. In this context, this thesis deals with the estimation not only of the state but also of the estimation of the unknown parameters affecting the dynamics of the system simultaneously with the state vector. In particular, the problem is addressed for classes of nonlinear systems subject to constant and unknown delays. This problem represents a dual challenge, both on joint estimation of unknown state and parameters, as well as the presence of delays that affect the system dynamics. First, functional observers were developed for systems subject to time delays and involving state-input nonlinearities. The problem of robustness was studied, initially, when some finite energy perturbations occured in the system dynamics, which required the H∞ theory in order to attenuate its effects. In a second time, it is treated when parametric uncertainties affect the model parameters. Necessary and sufficient conditions for the existence of observers have been given through the resolution of Sylvester's equations. This resolution made it possible to simplify the problem by setting the observer gains via a single gain to be determined. As the study of the observer's convergence returns to studying the stability of the estimation error, Lyapunov-Krasovskii theory dedicated to the stability of the delay systems was used based on the descriptor transformations. This study lead to sufficient conditions of a symptotic convergence, expressed in terms of LMI. Throughout the dissertation, the synthesis of observers was considered in full and reduced order cases. The developments were then extended to estimate the system states simultaneously with unknown parameters affecting its dynamics. Two approaches have been investigated through this memory: when the vector of the unknown parameters acts linearly with respect to the dynamics of the system and when the unknown parameters act nonlinearly with respect to this dynamics. The approach proposed in this work make it possible to simultaneously estimate the convergence of the state and unknown parameters, which made it possible to relax some constraints considered in the synthesis of adaptive observers in the literature. It concerns particularly the persistent excitation constraint considered in the second approach. Finally, the results obtained have been extended to the class of singular systems, which, in addition to the dynamic relations, involves algebraic relations in their description

Ce mémoire de thèse traite de la stabilité en temps fini et de la stabilisation en temps fini des systèmes dynamiques. En effet, il est souvent important de garantir que pendant le régime transitoire, les trajectoires d'état ne dépassent pas certaines limites prédéfinies afin d'éviter les saturations et l'excitation des non-linéarités du système. Un système dynamique est dit stable en temps fini FTS si, pour tout état initial appartenant à un ensemble borné prédéterminé, la trajectoire d'état reste comprise dans un autre ensemble borné prédéterminé pendant un temps fini et fixé. Lorsque le système est perturbé, on parle de bornitude en temps fini FTB. Premièrement, des nouvelles conditions suffisantes assurant la synthèse d'un correcteur FTB par retour de sortie dynamique des systèmes linéaires continus invariants perturbés ont été développées via une approche descripteur originale. Le résultat a été établi par une transformation de congruence particulière. Les conditions obtenues sont sous forme de LMIs. Deuxièmement, l'utilisation de la notion d'annulateur combinée avec le lemme de Finsler, permet d’obtenir des nouvelles conditions sous formes LMIs garantissant la stabilité et la stabilisation en temps fini des systèmes non linéaires quadratiques. Enfin, pour obtenir des conditions encore moins pessimistes dans un contexte de stabilité en temps fini, de nouveaux développements ont été proposés en utilisant des fonctions de Lyapunov polynomiales
This dissertation deals with the finite time stability and the finite time stabilization of dynamic systems. Indeed, it is often important to ensure that during the transient regime, the state trajectories do not exceed certain predefined limits in order to avoid saturations and excitations of the nonlinearities of the system. Hence the interest is to study the stability of the dynamic system in finite time. A dynamic system is said to be stable in finite time (FTS) if, for any initial state belonging to a predetermined bounded set, the state trajectory remains within another predetermined bounded set for a finite and fixed time. When the system is disturbed, it is called finite time boundedness (FTB). In this manuscript, the goal is to improve the results of finite time stability used in the literature. First, new sufficient conditions expressed in terms of LMIs for the synthesis of an FTB controller by dynamic output feedback have been developed via an original descriptor approach. An original method has been proposed which consists in using a particular congruence transformation. Second, new LMI conditions for the study of finite time stability and finite time stabilization have been proposed for disturbed and undisturbed nonlinear quadratic systems. Third, to obtain even less conservative conditions, new developments have been proposed using polynomial Lyapunov functions

Les travaux de recherche de la thèse de Rami Troudi répondent à trois problématiques :-la première est de concevoir un onduleur triphasé multiniveau pour des applications à base d’énergies renouvelables connectées au réseau de distribution, ou pour la motorisation des véhicules électriques. Dans la première application, l’utilisation de bras multiniveau limite fortement les inductances de couplage avec le réseau tandis que dans la deuxième application, le couple délivré par le moteur est de meilleure qualité.-la deuxième consiste à concevoir une structure de convertisseur DC-DC permettant de n’avoir qu’une seule source continue pour alimenter cet onduleur multiniveau. -la troisième est la conception d’une architecture de commande temps réel à base de microcontrôleurs permettant d’avoir une grande capacité d’évolution et de calcul et une facilité d’industrialisation.Le manuscrit de la thèse est organisé en quatre chapitres. Le premier chapitre présente un état de l’art des structures d’onduleur multiniveau. Cette technologie est devenue aujourd’hui un thème de recherche important. Ce chapitre donne les avantages et les inconvénients de chaque topologie d’onduleur multiniveau conventionnel ainsi que les nouvelles topologies permettant une réduction du nombre de composants. Ce chapitre fait aussi un état de l’art des structures de hacheurs avec une ou plusieurs entrées-sorties (MISO, MIMO et SIMO). Ce chapitre présente aussi les avantages et les inconvénients de chaque famille de structure avec leur commande. La fin du chapitre présente les nouvelles topologies retenues pour l’onduleur multiniveau et le hacheur SIQO (une entrée-quatre sorties).Le deuxième chapitre est consacré à la présentation de la structure de l’onduleur multiniveau proposé, ainsi qu’à l’étude de son mode de fonctionnement, de sa commande rapprochée et de son utilisation dans une application en boucle fermée. Ce chapitre montre que cette structure a l’avantage de minimiser les pertes dans les composants de puissance en ayant, à chaque instant, peu de composants qui conduisent le courant de chaque bras, ce qui permet d’augmenter son rendement. En plus, ce chapitre montre la simplicité de la commande rapprochée de l’onduleur en utilisant un algorithme très simple. Des essais expérimentaux sont donnés à la fin du chapitre après le descriptif de la maquette d’essai.Le troisième chapitre traite en détail la structure du convertisseur DC-DC SIQO utilisé pour alimenter l’onduleur multiniveau, son mode de fonctionnement, sa modélisation et le développement d’une commande multi-entrée multi-sortie (MIMO). Cette structure est conçue à partir d’un couplage de la structure SEPIC avec la structure à accumulation magnétique et du dédoublement de chaque sortie par un système d’aiguillage qui permet ainsi d’obtenir quatre sorties à partir d’une seule entrée DC. Chaque structure (SEPIC et à accumulation) gère deux sorties avec le calcul de deux rapports cycliques. Pour cela, une synthèse d’asservissement basée sur une méthode H_∞ est présentée pour être robuste aux variations des courants et aux changements de consigne. Les résultats des essais expérimentaux sont donnés à la fin du chapitre après le descriptif de la maquette d’essai.Le chapitre quatre aborde le développement de l’architecture de commande à base de microcontrôleurs. Cette structure est appliquée au contrôle de l’onduleur triphasé. Ce chapitre décrit toutes les fonctions qui composent cette architecture au niveau matériel et logiciel. Le fait de répartir les besoins matériels et algorithmiques sur plusieurs microcontrôleurs permet de faciliter l’évolution des demandes de fonctions supplémentaires à savoir le diagnostic et la reconfiguration d’un bras, ainsi que l’ajout de la fonction de filtrage actif. Cette architecture repose sur une communication par bus SPI (Serial Peripheral Interface) qui permet des échanges rapides entre les microcontrôleurs et aussi vers un système IHM (Interface Homme Machine)
Rami Troudi's thesis research work addresses three problematics:- the first is to design a three-phase multilevel inverter for applications based on renewable energies connected to the power grid, or for electric motor drive of electric vehicles. In the first application, the use of multilevel arms greatly limit the coupling inductances with the power grid, while in the second application, the torque delivered by the motor is of better quality.- the second is to design a DC-DC converter structure having only one DC source destinated to supply this multilevel inverter.- the third is the design of a real-time control architecture based on microcontrollers leading to a large capacity of evolution and calculation and an ease industrialization.The thesis manuscript is organized into four chapters.The first chapter presents a state of art of multilevel inverter structures. This technology is becoming an important research topic today. This chapter gives the advantages and disadvantages of each conventional multilevel inverter topology as well as the new topologies with a reduction in the number of components. This chapter also give a reviews of the state of art of chopper structures with one or multiple inputs-outputs (MISO, MIMO and SIMO). This chapter also presents the advantages and the disadvantages of each family of structure with their regulation. The end of the chapter presents the new topologies retained for the multilevel inverter and the SIQO chopper (one input-four outputs).The second chapter is devoted to the presentation of the structure of the proposed multilevel inverter, as well as to the study of its mode of operation, its close control device and its use in a closed loop application. This chapter shows that this structure has the advantage of minimizing losses in power components by having, at any time, few components that conduct the current of each arm, which allows to increase its efficiency. In addition, this chapter shows the simplicity of the used close control of the inverter employing a very simple algorithm. Experimental tests are given at the end of the chapter after the description of the test bed.The third chapter discusses in detail the structure of the SIQO DC-DC converter used to supply the multilevel inverter, its operation mode, its modeling and the development of a multi-input multi-output (MIMO) control. This structure is designed from a coupling of the SEPIC structure with the buck-boost structure and the doubling of each output by a switching system which leads to obtain four outputs from a single DC input. Each structure (SEPIC and buck-boost) manages two outputs with the calculation of two duty cycles. For this, a control synthesis based on an Hinfini method is presented to be robust to the variations of the currents and the changes of the setpoint. The results of the experimental tests are given at the end of the chapter after the description of the test bed.Chapter four discusses the development of one architecture based on multi-microcontroller system. This structure is applied to the control of the three-phase multilevel inverter. This chapter describes all the functions that compose this architecture at the hardware and software level. The distribution of the hardware and algorithmic needs several microcontrollers makes it easier to evolve the demands for additional functions, namely the diagnosis and reconfiguration of an arm, as well as the addition of the active filtering function. This architecture is based on SPI (Serial Peripheral Interface) bus communication which allows rapid exchanges between the microcontrollers and also towards an HMI (human-machine interfaces) system

Ce travail propose de nouvelles structures de contrôle pour la téléopération bilatérale à travers des réseaux de communication non dédiés. L'enjeu est donc de concevoir et calculer des structures de commande garantissant la stabilisation et un bon degré de performance en termes de synchronisation (suivi des positions et vitesse) et de transparence (ressenti des forces) sous les retards variables et asymétriques.Nous faisons tout d'abord un tour d'horizon des recherches récentes dans le domaine des systèmes de téléopération et de leurs caractéristiques. Puis, nous considérons des modèles linéaires à plusieurs retards variables pour lesquels nous proposons une approche d'analyse de stabilité par fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii et contrôle robuste H [infinity symbol . Ensuite, trois structures de téléopération seront proposées en temps continu, la comparaison de ces architectures montre que, pour un retard de réseau maximum donné ou calculé, toutes garantissent un suivi de position et vitesse. Les deux dernières, qui utilisent les forces mesurées ou estimées de l'opérateur humain et de l'environnement, garantissent de plus un suivi en force. Au final, la troisième structure (avec proxy) présente la meilleure performance, même si elle demande un peu plus de calcul. Puis, afin d'analyser et d'améliorer les performances de la troisième structure pour des modèles encore plus réalistes, une étude est menée en temps discret, mais aussi sur un modèle non linéaire ou non stationnaire sous perturbations bornées en norme. L'implantation sur la plate-forme est décrite dans un quatrième et dernier chapitre, et puis l'analyse des résultats expérimentaux est alors menée

Cette thèse porte sur la commande H∞ par loop-shaping pour les systèmes linéaires à temps invariant d'ordre faible avec ou sans retard et dépendant de paramètres inconnus. L'objectif est d'obtenir des correcteurs H∞ paramétriques, c'est-à-dire dépendant explicitement des paramètres inconnus, pour application à des viseurs gyrostabilisés.L'existence de ces paramètres inconnus ne permet plus l'utilisation des techniques numériques classiques pour la résolution du problème H∞ par loop-shaping. Nous avons alors développé une nouvelle méthodologie permettant de traiter les systèmes linéaires de dimension finie grâce à l'utilissation de techniques modernes de calcul formel dédiées à la résolution des systèmes polynomiaux (bases de Gröbner, variétés discriminantes, etc.).Une telle approche présente de multiples avantages: étude de sensibilités du critère H∞ par rapport aux paramètres, identification de valeurs de paramètres singulières ou remarquables, conception de correcteurs explicites optimaux/robustes, certification numérique des calculs, etc. De plus, nous montrons que cette approche peut s'étendre à une classe de systèmes à retard.Plus généralement, cette thèse s'appuie sur une étude symbolique des équations de Riccati algébriques. Les méthodologies génériques développées ici peuvent s'étendre à de nombreux problèmes de l'automatique, notamment la commande LQG, le filtrage de Kalman ou invariant
This PhD thesis deals with the H∞ loop-shaping design for low order linear time invariant systems depending on unknown parameters. The objective of the PhD thesis is to obtain parametric H∞ controllers, i.e. controllers which depend explicitly on the unknown model parameters, and to apply them to the stabilization of gyrostabilized sights.Due to the unknown parameters, no numerical algorithm can solve the robust control problem. Using modern symbolic techniques dedicated to the solving of polynomial systems (Gröbner bases, discriminant varieties, etc.), we develop a new methodology to solve this problem for finite-dimensional linear systems.This approach shows several advantages : we can study the sensibilities of the H∞ criterion to the parameter variations, identify singular or remarquable values of the parameters, compute controllers which depend explicitly on the parameters, certify the numerical computations, etc. Furthermore, we show that this approach can be extended to a class of linear time-delay systems.More generally, this PhD thesis develops an algebraic approach for the study of algebraic Riccati equations. Thus, the methodology obtained can be extended to many different problems such as LQG control and Kalman or invariant filtering

Due to an increase in environmental consciousness in the construction industry there has been increasing interest in using natural building materials like rammed earth construction, straw bale construction and hempcrete construction. These materials have very small embodied energy and are carbon negative or carbon neutral. Hempcrete is a bio-composite mix made up of hemp shive, lime, cement and water. There has been extensive research undertaken on the thermal, acoustic, and mechanical properties of hempcrete. It has low density, good thermal and acoustic insulation properties, and can passively regulate humidity in a built environment. However it also has low compressive strength and modulus of elasticity. Thus hempcrete cannot be used as a direct load bearing material but can used as an infill material in timber stud walls. This thesis investigates how hempcrete can have beneficial structural effects by preventing buckling of timber (increasing the buckling load) columns when used as an infill in between columns in a timber stud wall. Eight timber walls were constructed (both half scale -1200mm high; and full scale – up to 2133mm high) with varying column dimensions. Six of the walls were infilled with hempcrete of varying density. Two walls were not infilled and were baseline tests. All walls were tested in compression. It was found that high density hempcrete (715 kg/m3) not only prevented weak axis buckling of columns but also carried some direct load. Low density hempcrete was also successful in preventing weak axis buckling of the infilled walls. In-filled walls failed in strong axis buckling at a load twice (for half scale walls with 38x89mm columns) or 4 times(full scale walls with 38x235mm columns) that of the unfilled walls. An analytical model based on buckling of a strut on an elastic foundation was proposed to predict the maximum strength hempcrete can add to a wall by preventing buckling. The timber column strength equations from CSA –O86-01 closely predicted the buckling load of the walls from the experiments. The results from the model were also put in design equations from CSA –O86-01 to predict practical failure loads if the walls failed by buckling into hempcrete. Although only a single test result was available, it was in good agreement with the model predictions.
Thesis (Master, Civil Engineering) -- Queen's University, 2012-01-30 21:18:13.842

In this work I study the advanced geophysical method - the time domain electromagnetics. In the theoretical part I summarize principles of the method, describe several measuring systems and guide the reader through the software for data processing. I further prove reliability of the applied methodology by forward and inverse computations for a simplified model of supposed target structures. The results show that for the selected configuration of field measurements with a depth range of 100-200 m the influence of 3D structures is significant when placed in a distance smaller than approximately 100 m. In the practical part I test the method in the sedimentary environment and find that results of the method are in accordance with the vertical electrical sounding method. Subsequently, I show that the artificial highly conductive object placed inside the current loop significantly affects the outcomes of the method. Artificial conductive object has only minute effect if placed in a close distance but outside of the current circuit. Besides the theoretical and experimental findings about the reliability of the method I have applied the method for research of maar volcanoes. I have confirmed with high probability the presence of maar volcano near the Jablonná village. The results measured close to the...