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1. On Local LTI Model Coherence for LPV Interpolation

Author: Lennart Ljung, Rik Pintelon, Qinghua Zhang, Electricity, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Linköping University (LIU), Department ELEC [Brussels], Vrije Universiteit Brussel (VUB), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Computer science, Linear systems, Interpolation, Coherence, State-space methods, Data models, Dynamic scheduling, Time-varying systems, Coherent local linear models, linear parameter varying (LPV) model, system identification, 02 engineering and technology, 020901 industrial engineering & automation, Control theory, Reglerteknik, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Point (geometry), Relevance (information retrieval), Electrical and Electronic Engineering, System identification, Linear system, Linear Systems, Coherence (statistics), Control Engineering, time-varying systems, interpolation, Computer Science Applications, Term (time), coherence, state-space methods, data models, Control and Systems Engineering, LPV model, Coherence (physics)
Abstract: International audience; In the local approach to linear parameter varying (LPV) system identification, it is widely acknowledged that locally estimated linear state-space models should be made coherent before being interpolated, but the accurate meaning of the term " coherent " or " coherence " is rarely defined. The purpose of this paper is to analyze the relevance of two existing definitions and to point out the consequence of this analysis on the practice of LPV system identification.
Published: 2020

2. Change in gait biomechanics after total ankle replacement and ankle arthrodesis: a systematic review and meta-analysis

Author: Alexandre Naaim, Laurence Chèze, Ivan Birch, Jean-Luc Besse, Paul-André Deleu, Bernhard Devos Bevernage, Thibaut Leemrijse, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Foot & Ankle Institute, Woodhouse Clinic, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust, Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon
Subjects: medicine.medical_specialty, medicine.medical_treatment, Arthrodesis, Ankle replacement, Biophysics, ANKLE REPLACEMENT, GAIT ANALYSIS, 03 medical and health sciences, Arthroplasty, Replacement, Ankle, BIOMECANIQUE, 0302 clinical medicine, Physical medicine and rehabilitation, ARTHRODESIS, Medicine, Humans, Orthopedics and Sports Medicine, Range of Motion, Articular, ARTHROPLASTY, Gait, business.industry, Biomechanics, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], 030229 sport sciences, BIOMECHANICS, 3. Good health, Biomechanical Phenomena, Walking Speed, Preferred walking speed, medicine.anatomical_structure, OSTEOARTHRITIS, Gait analysis, Ankle, business, Range of motion, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: The aim of this systematic review with meta-analysis was to determine the change in gait biomechanics after total ankle replacement and ankle arthrodesis for end-stage osteoarthritis. Methods Electronic databases were searched up until May 2019. Peer-reviewed journal studies including adult participants suffering from end-stage ankle osteoarthritis and reporting pre- and post-operative kinematics, kinetics and spatio-temporal effects of total ankle replacement and ankle arthrodesis during walking were included with a minimum of 12months follow-up. Seventeen suitable studies were identified and assessed according to methodological and biomechanical qualities. Meta-analysis was performed by calculating the effect size using standard mean differences between pre- and post-operative gait status. Findings Seventeen studies with a total of 883 patients were included. Meta-analysis revealed moderate evidence of an improvement in lower limb kinematics, kinetics and spatio-temporal parameters after total ankle replacement. Moderate evidence indicated an increase in ankle moment, hip range of motion and walking speed after ankle arthrodesis. Interpretation The currently available evidence base of research papers evaluating changes in gait biomechanics after total ankle replacement and ankle arthrodesis is limited by a lack of prospective research, low sample sizes and heterogeneity in the patho-etiology of ankle osteoarthritis. Following total ankle replacement, improvements were demonstrated for spatio-temporal, kinematic and kinetic gait patterns compared to the pre-operative measures. Improvements in gait mechanics after ankle arthrodesis were limited to walking speed and ankle moment. Increased hip range of motion after ankle arthrodesis could represent a sign of compensation for the lack of ankle motion.
Published: 2020

3. Regularized Adaptive Observer to Address Deficient Excitation

Author: Tarek Ahmed-Ali, Fouad Giri, Qinghua Zhang, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Equipe Automatique - Laboratoire GREYC - UMR6072, Groupe de Recherche en Informatique, Image et Instrumentation de Caen (GREYC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Zhang, Qinghua
Subjects: 0209 industrial biotechnology, State variable, Estimation theory, Computer science, joint state-parameter estimation, linear time varying (LTV) systems, 020208 electrical & electronic engineering, 02 engineering and technology, Decoupling (cosmology), Inverse problem, Regularization (mathematics), regularization, 020901 industrial engineering & automation, Transformation (function), Control and Systems Engineering, Control theory, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Adaptive observer, Time complexity, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Excitation, persistent excitation
Abstract: International audience; Adaptive observers are recursive algorithms for joint estimation of both state variables and unknown parameters. Usually some persistent excitation (PE) condition is required for the convergence of adaptive observers. However, in practice, it may happen that the PE condition is not satisfied, because the available sensor signals do not contain sufficient information for the considered recursive estimation problem, which is ill-posed. To remedy the lack of PE condition, inspired by typical methods for solving ill-posed inverse problems, this paper proposes a regularized adaptive observer for general linear time varying (LTV) systems. Two regularization terms are introduced in both state and parameter estimation recursions, in order to preserve the state-parameter decoupling transformation involved in the design of the adaptive observer. Like in typical ill-posed inverse problems, regularization implies an estimation bias, which can be reduced by using prior knowledge about the unknown parameters.
Published: 2019

4. LPV System Local Model Interpolation Based on Combined Model Reduction

Author: Qinghua Zhang, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Zhang, Qinghua
Subjects: 0209 industrial biotechnology, LOCAL MODEL INTERPOLATION, IDENTIFICATION, Basis (linear algebra), Computer science, System identification, INTERPOLATION, 02 engineering and technology, State (functional analysis), LPV SYSTEM IDENTIFICATION, LTI system theory, Reduction (complexity), Nonlinear system, Identification (information), 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, MATHEMATIQUES, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, COHERENCE OF LOCAL STATE-SPACE MODELS, [INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Algorithm, Interpolation
Abstract: SYSID 2018, 18th IFAC Symposium on System Identification , Stockholm, SUEDE, 09-/07/2018 - 11/07/2018; International audience; The local approach to linear parameter varying (LPV) system identification consists in interpolating a collection of linear time invariant (LTI) models, which have been estimated from data acquired at different working points of a nonlinear system. Interpolation is essential in this approach. When the local LTI models are in state-space form, as each local model can be estimated with an arbitrary state basis, it is widely acknowledged that the local models should be made coherent before their interpolation. In order to avoid the delicate task of making local state-space models coherent, a new interpolation method of local state-space models is proposed in this paper, which does not require coherent local models. This method is based on the reduction of the large state-space model built by combining the local models. Numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of this method.
Published: 2018

5. De-embedding Unmatched Connectors for Electric Cable Fault Diagnosis

Author: Denis Vautrin, Qinghua Zhang, Maud Franchet, Nassif Berrabah, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), EDF (EDF), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: reflectometry, Electric cables, Computer science, De-embedding, 010401 analytical chemistry, Electrical wire, fault diagnosis, Fault (power engineering), 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, bisection problem, Cable gland, Control and Systems Engineering, electrical cable, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Electronic engineering, Key (cryptography), Embedding
Abstract: International audience; In order to make accurate reflectometry measurements on electric cables for fault diagnosis, connector de-embedding is a procedure for compensating measurement distortions caused by unmatched connectors. The key step in such a procedure is the characterization of the connectors, which is realized through measurements on a pair of connectors linked by a short cable segment. The analysis for deducing the characteristics of a single connector from measurements made on an assembled pair is known as the bisection problem. In this paper, after recalling the underdetermined nature of the bisection problem, a practically effective de-embedding procedure is proposed based on a particular regularization technique. Numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of this procedure.
Published: 2018

6. Kinematic models of the upper limb joints for multibody kinematics optimisation: An overview

Author: Florent Moissenet, Mickaël Begon, Alexandre Naaim, Laurence Chèze, Sonia Duprey, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Centre d'Investigation Clinique 1432 (Dijon) - Epidemiologie Clinique/Essais Cliniques (CIC-EC), Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Rehazenter, Laboratoire d'Analyse du Mouvement et de la Posture, Centre National de Rééducation Fonctionnelle et de Réadaptation (CNRFR), Laboratoire de Simulation et de Modélisation du Mouvement, Département de Kinésiologie, Université de Montréal, Laval, Québec, Canada, Faculté de médecine de l'Université Laval [Québec] (ULaval), Université Laval [Québec] (ULaval)-Université Laval [Québec] (ULaval)-Département de Kinésiologie, Université de Montréal, Laval, Québec, Canada, Cadic, Ifsttar, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs ( LBMC UMR T9406 ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Centre d'Investigation Clinique 1432 (Dijon) - Epidemiologie Clinique/Essais Cliniques ( CIC-EC ), and Université de Bourgogne ( UB ) -Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand ( CHU Dijon ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Subjects: Engineering, MULTIBODY KINEMATICS OPTIMISATION, 0206 medical engineering, Biomedical Engineering, Biophysics, 02 engineering and technology, Kinematics, Models, Biological, Upper Extremity, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Forearm, Scapula, Control theory, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], medicine, Quantitative assessment, Humans, Orthopedics and Sports Medicine, Position error, Simulation, business.industry, Rehabilitation, CINEMATIQUE, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], 020601 biomedical engineering, FOREARM, Biomechanical Phenomena, medicine.anatomical_structure, Joint constraints, Upper limb, Joints, KINEMATIC MODEL, UPPER LIMB, SHOULDER, EPAULE, [ SPI.MECA.BIOM ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], business, Reduction (mathematics), 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Soft tissue artefact (STA), i.e. the motion of the skin, fat and muscles gliding on the underlying bone, may lead to a marker position error reaching up to 8.7cm for the particular case of the scapula. Multibody kinematics optimisation (MKO) is one of the most efficient approaches used to reduce STA. It consists in minimising the distance between the positions of experimental markers on a subject skin and the simulated positions of the same markers embedded on a kinematic model. However, the efficiency of MKO directly relies on the chosen kinematic model. This paper proposes an overview of the different upper limb models available in the literature and a discussion about their applicability to MKO. The advantages of each joint model with respect to its biofidelity to functional anatomy are detailed both for the shoulder and the forearm areas. Models capabilities of personalisation and of adaptation to pathological cases are also discussed. Concerning model efficiency in terms of STA reduction in MKO algorithms, a lack of quantitative assessment in the literature is noted. In priority, future studies should concern the evaluation and quantification of STA reduction depending on upper limb joint constraints.
Published: 2017

7. Effect of various upper limb multibody models on soft tissue artefact correction: A case study

Author: Sonia Duprey, Mickaël Begon, Florent Moissenet, Laurence Chèze, Alexandre Naaim, Plateforme d’Investigation Technologique [Centre d’Investigation Clinique 1432 module Plurithématique - Dijon] ( PIT ), Cognition, Action, et Plasticité Sensorimotrice [Dijon - U1093] ( CAPS ), Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre d'Investigation Clinique 1432 (Dijon) - Module Plurithématique : Périnatalité Cancérologie Handicap et Ophtalmologie ( CIC-P803 ), Université de Bourgogne ( UB ) -Direction Générale de l'Organisation des Soins (DGOS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Direction Générale de l'Organisation des Soins (DGOS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand ( CHU Dijon ), Centre National de Rééducation Fonctionnelle et de Réadaptation (CNRFR) - Rehazenter, Laboratoire d'Analyse du Mouvement et de la Posture, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs ( LBMC UMR T9406 ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Département de Kinésiologie, Université de Montréal, Centre de recherche de l'hôpital Sainte Justine, Université de Montréal-CHU Sainte Justine [Montréal], Plateforme d’Investigation Technologique [Centre d’Investigation Clinique 1432 module Plurithématique - Dijon] (PIT), Cognition, Action, et Plasticité Sensorimotrice [Dijon - U1093] (CAPS), Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre d'Investigation Clinique 1432 (Dijon) - Module Plurithématique : Périnatalité Cancérologie Handicap et Ophtalmologie (CIC-P803), Université de Bourgogne (UB)-Direction Générale de l'Organisation des Soins (DGOS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Direction Générale de l'Organisation des Soins (DGOS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon), Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Université de Montréal (UdeM), CHU Sainte Justine [Montréal], Cadic, Ifsttar, Centre de recherche du CHU Sainte-Justine / Research Center of the Sainte-Justine University Hospital [Montreal, Canada], and Université de Montréal (UdeM)-CHU Sainte Justine [Montréal]
Subjects: Adult, Male, Mean squared error, MULTIBODY KINEMATICS OPTIMISATION, 0206 medical engineering, TISSU, Biomedical Engineering, Biophysics, 02 engineering and technology, Kinematics, Models, Biological, BIOMECANIQUE, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Scapula, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], medicine, Humans, Orthopedics and Sports Medicine, Joint dislocation, Joint (geology), Mathematics, Shoulder Joint, Rehabilitation, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], CINEMATIQUE, Soft tissue, Anatomy, medicine.disease, 020601 biomedical engineering, Biomechanical Phenomena, SOFT TISSUE ARTEFACT, medicine.anatomical_structure, Joint constraints, KINEMATICS MODEL, Upper limb, UPPER LIMB, SHOULDER, EPAULE, [ SPI.MECA.BIOM ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], Artifacts, Algorithm, Algorithms, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Soft tissue artefacts (STA) introduce errors in joint kinematics when using cutaneous markers, especially on the scapula. Both segmental optimisation and multibody kinematics optimisation (MKO) algorithms have been developed to improve kinematics estimates. MKO based on a chain model with joint constraints avoids apparent joint dislocation but is sensitive to the biofidelity of chosen joint constraints. Since no recommendation exists for the scapula, our objective was to determine the best models to accurately estimate its kinematics. One participant was equipped with skin markers and with an intracortical pin screwed in the scapula. Segmental optimisation and MKO for 24-chain models (including four variations of the scapulothoracic joint) were compared against the pin-derived kinematics using root mean square error (RMSE) on Cardan angles. Segmental optimisation led to an accurate scapula kinematics (1.1° ≤ RMSE ≤ 3.3°) even for high arm elevation angles. When MKO was applied, no clinically significant difference was found between the different scapulothoracic models (0.9° ≤ RMSE ≤ 4.1°) except when a free scapulothoracic joint was modelled (1.9° ≤ RMSE ≤ 9.6°). To conclude, using MKO as a STA correction method was not more accurate than segmental optimisation for estimating scapula kinematics.
Published: 2017

8. Assessment of cracks detection in pavement by a distributed fiber optic sensing technology

Author: J-L Gautier, Xavier Chapeleau, Jean Carroget, Juliette Blanc, Pierre Hornych, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport (IFSTTAR/MAST/LAMES), Colas [Magny-les-Hameaux], COLAS, RP2-F13139 COLAS : AVENANT N°7, and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Damage detection, Cracks, Optical fiber, Materials science, 0211 other engineering and technologies, 020101 civil engineering, 02 engineering and technology, 0201 civil engineering, law.invention, Asphalt concrete pavement, [SPI]Engineering Sciences [physics], symbols.namesake, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], law, Non-destructive inspection, Nondestructive testing, 021105 building & construction, 11. Sustainability, Rayleigh scattering, Safety, Risk, Reliability and Quality, Image resolution, Civil and Structural Engineering, business.industry, Structural engineering, Cracking, Asphalt, Fiber optic sensor, symbols, business, Distributed fiber optic sensor
Abstract: International audience; This paper presents the feasibility of damage detection in asphalt pavements by embedded fiber optics as a new non-destructive inspection technique. The distributed fiber optic sensing technology based on the Rayleigh scattering was used in this study. The main advantage of this technique is that it allows to measure strains over a long length of fiber optic with a high spatial resolution, less than 1 cm. By comparing strain profiles measured at different times, an attempt was made to link strain changes with the appearance of damage (cracking) in the pavement. This non-destructive method was evaluated on accelerated pavement testing facility, in a bituminous pavement. In our experimentation, the optical fibers were placed near the bottom of the asphalt layer. The application of 728 000 heavy vehicle loads (65 kN dual wheel loads) was simulated in the experiment. Optical fiber measurements were made at regular intervals and surface cracking of the pavement was surveyed. After some traffic, a significant increase of strains was detected by the optical fibers at different points in the pavement structure, before any damage was visible. Later, cracking developed in the zones where the strain profiles were modified, X. Chapeleau et al. thus indicating a clear relationship between the increased strains and crack initiation. These first tests demonstrate that distributed fiber optic sensors based on Rayleigh scattering can be used to detect crack initiation and propagation in pavements, by monitoring strain profiles in the bituminous layers.
Published: 2017

9. Simultaneous characterization of objects temperature and radiative properties through multispectral infrared thermography

Author: Toullier, Thibaud, Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes, Laurent Mevel, Jean Dumoulin, PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Université Rennes 1
Subjects: Progressive radiosities, Monitoring thermique, Filtres de Kalman, Thermographie infrarouge, Bayesian methods, Thermal monitoring, Thermo-Optical properties, Radiosités progressives, Infrared thermography, [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], Propriétés thermo-Optiques, Approche Bayésienne, Kalman filters
Abstract: The latest technological improvements in low-cost infrared cameras have brought new opportunities for long-term infrastructures monitoring. The accurate measurement of surfaces' temperatures is facing the lack of knowledge of radiatives properties of the scene. By using multi-sensors instrumentation, the measurement model can be refined to get a better estimate of the temperature. To overcome a lack of sensors instrumentation, it is shown that online and free available climatic data can be used. Then, Bayesian methods to estimate simultaneously the emissivity and temperature have been developed and compared to literature's methods. A radiative exchange simulator of 3D scenes have been developed to compare those different methods on numerical data. This software uses the hardware acceleration as well as a GPGPU approach to reduce the computation time. As a consequence, obtained numerical results emphasized an advanced use of multi-spectral infrared thermography for the monitoring of structures. This simultaneous estimation enables to have an estimate of the temperature by infrared thermography with a known uncertainty.; L'utilisation de caméras infrarouges bas coûts pour la surveillance long-terme d'infrastructures est prometteuse grâce aux dernières avancées technologiques du domaine. Une mesure précise de la température des surfaces observées in-situ se heurte au manque de connaissance des propriétés radiatives de la scène. L'utilisation d'une instrumentation multi-capteurs permet d'affiner le modèle de mesure afin d'obtenir une estimation plus précise de la température. A contrario, il est montré qu'il est toujours possible d'exploiter des données climatiques en ligne pour pallier un manque de capteur. Des méthodes bayésiennes d'estimation conjointe d'émissivité et de température sont ensuite développées et comparées aux méthodes de la littérature. Un simulateur d'échanges radiatifs diffus de scènes 3D a été implémenté afin de tester ces différentes méthodes. Ce logiciel utilise l'accélération matérielle de la machine pour réduire les temps de calcul. Les résultats numériques obtenus mettent en perspective une utilisation avancée de la thermographie infrarouge multi-spectrale pour la surveillance de structures. Cette estimation conjointe permet alors d'obtenir un estimé de la température par thermographie infrarouge avec une incertitude connue.
Published: 2019

10. Evaluation of Impact of Hot-Mix Asphalt Density Differentials on Thermal Streak Phenomenon by Passive Infrared Thermography

Author: Denis Proteau, Clemente Ibarra-Castanedo, Matthieu Klein, Martin Lavoie, Jean Dumoulin, Université Laval [Québec] (ULaval), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], 050210 logistics & transportation, Materials science, Infrared, 05 social sciences, 0211 other engineering and technologies, Streak, 02 engineering and technology, Building and Construction, [SPI]Engineering Sciences [physics], Asphalt pavement, Mechanics of Materials, Asphalt, 021105 building & construction, 0502 economics and business, Thermography, Thermal, General Materials Science, Composite material, Civil and Structural Engineering
Abstract: International audience; The impact of hot-mix asphalt (HMA) density differentials on thermal streaks and their temporal evolution were examined by means of infrared thermography under laboratory conditions. A series of experimental tests was performed using specimens containing three asphalt blocks, one of which had an arbitrarily lower density and was positioned between the other two blocks with higher densities. The specimens were uniformly heated to a temperature similar to that found in real on-site situations during HMA laydown and left to cool at ambient temperature, simulating a thermal streak caused by density differentials. Surface cooling at ambient temperature was recorded using a thermographic camera. Results demonstrated that HMA density variations of 6.5% or higher produce surface temperature differentials of 4°C or more after 3 min of cooling, and can be straightforwardly detected by infrared thermography. Thermal modeling confirmed the experimental trends and constitutes a valuable tool for future investigation under different conditions.
Published: 2019

11. Study of an optimal command law combining weather forecast and energy reduction for transport structure surface de-icing by Joule effect

Author: Le Touz, Nicolas, Dumoulin, Jean, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Mevel, Laurent
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

12. Uncooled infrared thermal camera for thermal monitoring or Non-Destructive Testing of Civil Engineering structures

Author: Dumoulin, Jean, Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Mevel, Laurent, PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

13. Stability Analysis of the Kalman Predictor

Author: Liangquan Zhang, Qinghua Zhang, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Beijing University of Posts and Telecommunications (BUPT), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Boundedness, Computer science, Property (programming), 02 engineering and technology, Kalman filter, Stability (probability), Computer Science Applications, Prediction error minimization, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Control theory, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Stability, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The stability of the Kalman filter, though less often mentioned than the optimality in the recent literature, is a crucial property for real time applications. The purpose of this paper is to compl...
Published: 2019

14. Comparative study of moving train hot boxes pre-detection and axles counting by in-situ implementation of two infrared cameras

Author: Toullier, Thibaud, Dumoulin, Jean, Bourgeois, V, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), SNCF Réseau [La Plaine st Denis], Toullier, Thibaud, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France
Subjects: [SPI.GCIV.IT]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Infrastructures de transport, [SPI.GCIV.IT] Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Infrastructures de transport, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

15. Study and designed of an active infrared system for in-situ characterization of thermal resistance of building envelopes

Author: Ludovic Gavérina, Toan Ha, Julien Waeytens, Vincent Feuillet, Jean-Luc Manceau, Pfeiffer, L., Jean-Pierre Moncheau, Mario Marchetti, Laurent Ibos, Jean Dumoulin, Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Centre d'Etudes et Recherches en Thermique, Environnement et Systèmes [Créteil] (CERTES EA 3481), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Laboratoire Instrumentation, Simulation et Informatique Scientifique (IFSTTAR/COSYS/LISIS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Communauté Université Paris-Est, Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Centre-Est (Cerema Direction Centre-Est), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Themacs Ingénierie, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Mevel, Laurent, and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

16. Non Destructive Testing of CFRP by active infrared thermography using uncooled IRFPA camera mounted on mobile system

Author: Dumoulin, Jean, Gavérina, Ludovic, Ibarra-Castanedo, Clemente, Klein, Matthieu, Maldague, Xavier, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Université Laval [Québec] (ULaval), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

17. Short time non-destructive evaluation of thermal performances of building walls by studying transient heat transfer

Author: Jean-Christophe Batsale, Jean Dumoulin, Yingying Yang, Tingting Vogt Wu, Alain Sempey, University of Shanghai for Science and Technology, Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), and PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Subjects: Materials science, 020209 energy, Mechanical Engineering, Thermal resistance, 0211 other engineering and technologies, unit-step response, 02 engineering and technology, Building and Construction, Mechanics, Heat capacity, Energy conservation, [SPI.GCIV]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering, thermal quadrupoles modelling, short time NDSE, 021105 building & construction, Singular value decomposition, Thermal, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], thick building walls, Deconvolution, Boundary value problem, Electrical and Electronic Engineering, Thermal effusivity, Civil and Structural Engineering
Abstract: International audience; Thermal performances of building walls are significant for energy conservation. However, very few non-destructive evaluation methods exist to quantitatively diagnose the building walls in situ due to the walls’ large thickness. Moreover, most of the existing methods are inconvenient to implement in situ and take a long characterization time. This paper studies transient heat transfer to estimate the wall's thermal properties based on the thermal quadrupoles modelling. Semi-infinite boundary condition is assumed at the rear face of the wall. With this assumption, only the front face response of the wall is considered. The evaluation time is then effectively reduced within a few hours, and the diagnosis in situ is simplified without the measurement on the rear face of the wall. Experiments are carried out on two traditional multi-layered building wall cases using heating lamps. With the measured surface temperatures and heat fluxes, the unit-pulse response and unit-step response at the front surface of the investigated wall are reconstructed through a deconvolution approach and a TSVD (Truncated Singular Value Decomposition) inversion. The unit-step response curve is directly characterized by the thermal resistance, thermal effusivity and heat capacity of the wall, thus allowing us to estimate the wall properties. The characterization time for the two cases is less than 10 hours.
Published: 2019

18. Sense-City innovation lab supporting recent advances on Monitoring of urban operations

Author: Anne Ruas, Frederic Bourquin, Jean Dumoulin, Bérengère Lebental, Mevel, Laurent, Laboratoire Instrumentation, Simulation et Informatique Scientifique (IFSTTAR/COSYS/LISIS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Communauté Université Paris-Est, Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

19. Caractérisation conjointe de la température et des propriétés radiatives des objets par thermographie infrarouge multispectrale

Author: TOULLIER, Thibaud, STAR, ABES, Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Rennes 1, Laurent Mevel, and Jean Dumoulin
Subjects: Progressive radiosities, Monitoring thermique, Bayesian methods, Thermal monitoring, OPTIQUE, Propriétés thermo-Optiques, TRAITEMENT THERMIQUE, THERMOGRAPHIE INFRAROUGE, Approche Bayésienne, Filtres de Kalman, Thermographie infrarouge, FILTRE, Thermo-Optical properties, Radiosités progressives, [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], Infrared thermography, METHODE BAYESIENNE, Kalman filters, [SPI.MECA.THER] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph]
Abstract: The latest technological improvements in low-cost infrared cameras have brought new opportunities for long-term infrastructures monitoring. The accurate measurement of surfaces' temperatures is facing the lack of knowledge of radiatives properties of the scene. By using multi-sensors instrumentation, the measurement model can be refined to get a better estimate of the temperature. To overcome a lack of sensors instrumentation, it is shown that online and free available climatic data can be used. Then, Bayesian methods to estimate simultaneously the emissivity and temperature have been developed and compared to literature's methods. A radiative exchange simulator of 3D scenes have been developed to compare those different methods on numerical data. This software uses the hardware acceleration as well as a GPGPU approach to reduce the computation time. As a consequence, obtained numerical results emphasized an advanced use of multi-spectral infrared thermography for the monitoring of structures. This simultaneous estimation enables to have an estimate of the temperature by infrared thermography with a known uncertainty., L'utilisation de caméras infrarouges bas coûts pour la surveillance long-terme d'infrastructures est prometteuse grâce aux dernières avancées technologiques du domaine. Une mesure précise de la température des surfaces observées in-situ se heurte au manque de connaissance des propriétés radiatives de la scène. L'utilisation d'une instrumentation multi-capteurs permet d'affiner le modèle de mesure afin d'obtenir une estimation plus précise de la température. A contrario, il est montré qu'il est toujours possible d'exploiter des données climatiques en ligne pour pallier un manque de capteur. Des méthodes bayésiennes d'estimation conjointe d'émissivité et de température sont ensuite développées et comparées aux méthodes de la littérature. Un simulateur d'échanges radiatifs diffus de scènes 3D a été implémenté afin de tester ces différentes méthodes. Ce logiciel utilise l'accélération matérielle de la machine pour réduire les temps de calcul. Les résultats numériques obtenus mettent en perspective une utilisation avancée de la thermographie infrarouge multi-spectrale pour la surveillance de structures. Cette estimation conjointe permet alors d'obtenir un estimé de la température par thermographie infrarouge avec une incertitude connue.
Published: 2019

20. Saliva cortisol in relation to aircraft noise exposure: pooled-analysis results from seven European countries

Author: BAUDIN, Clémence, Lefevre, Marie, Selander, Jenny, Babisch, Wolfgang, CADUM, Ennio, Carlier, Marie-Christine, CHAMPELOVIER, Patricia, Dimakopoulou, Konstantina, HUITHUIJS, Danny, Lambert, Jacques, Laumon, Bernard, Pershagen, Goran, THEORELL, Tores, Velonaki, Venetia, HANSELL, Anna, Evrard, Anne-Sophie, Dynamiques des changements de mobilité (IFSTTAR/AME/DCM), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Environnement, Aménagement, Sécurité et Eco-conception (IFSTTAR/AME/EASE), PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Département Transport, Santé, Sécurité (IFSTTAR/TS2), Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Unité Mixte de Recherche Epidémiologique et de Surveillance Transport Travail Environnement (UMRESTTE UMR T9405), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), DEBATS : J09-57, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)
Subjects: Male, AVION, EPIDEMIOLOGIE, Aircraft, Airports, Hydrocortisone, Research, lcsh:Public aspects of medicine, lcsh:RA1-1270, NUISANCE, Environmental Exposure, Middle Aged, Europe, lcsh:RC963-969, SALIVA CORTISOL, Noise, Transportation, lcsh:Industrial medicine. Industrial hygiene, Humans, EPIDEMIOLOGY, Female, AIRCRAFT NOISE EXPOSURE, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Saliva, Aged
Abstract: Background: Many studies have demonstrated adverse effects of exposure to aircraft noise on health. Possible biological pathways for these effects include hormonal disturbances. Few studies deal with aircraft noise effects on saliva cortisol in adults, and results are inconsistent. Objective: We aimed to assess the effects of aircraft noise exposure on saliva cortisol levels and its variation in people living near airports. Methods: This study focused on the 1300 residents included in the HYENA and DEBATS cross-sectional studies, with complete information on cortisol sampling. All the participants followed a similar procedure aiming to collect both a morning and an evening saliva cortisol samples. Socioeconomic and lifestyle information were obtained during a face-to-face interview. Outdoor aircraft noise exposure was estimated for each participant's home address. Associations between aircraft noise exposure and cortisol outcomes were investigated a priori for male and female separately, using linear regression models adjusted for relevant confounders. Different approaches were used to characterize cortisol levels, such as morning and evening cortisol concentrations and the absolute and relative variations between morning and evening levels. Results: Statistically significant increases of evening cortisol levels were shown in women with a 10-dB(A) increase in aircraft noise exposure in terms of LAeq, 16h (exp(?) = 1.08; CI95% = 1.00-1.16), Lden (exp(?) = 1.09; CI95% = 1.01-1.18), Lnight (exp(?) = 1.11; CI95% = 1.02-1.20). A statistically significant association was also found in women between a 10-dB(A) increase in terms of Lnight and the absolute variation per hour (exp(?) = 0.90; CI95% = 0.80-1.00). Statistically significant decreases in relative variation per hour were also evidenced in women, with stronger effects with the Lnight (exp(?) = 0.89; CI95% = 0.83-0.96) than with other noise indicators. The morning cortisol levels were unchanged whatever noise exposure indicator considered. There was no statistically significant association between aircraft noise exposure and cortisol outcomes in men. Conclusions: The results of the present study show statistically significant associations between aircraft noise exposure and evening cortisol levels and related flattening in the (absolute and relative) variations per hour in women. Further biological research is needed to deepen knowledge of the pathway between noise exposure and disturbed hormonal regulation, and specially the difference in effects between genders.
Published: 2019

21. Set-membership estimation for linear time-varying descriptor systems

Author: Yi Shen, Zhenghua Wang, Wentao Tang, Qinghua Zhang, Harbin Institute of Technology (HIT), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (COSYS-SII ), Université Gustave Eiffel, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Estimation, 0209 industrial biotechnology, Observer (quantum physics), Computer science, 020208 electrical & electronic engineering, Estimator, 02 engineering and technology, State (functional analysis), Set-membership estimation, Set (abstract data type), Noise, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Bounded function, Zonotopes, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Linear time-varying systems, Electrical and Electronic Engineering, Algorithm, Time complexity, Descriptor systems
Abstract: International audience; This paper considers the problem of set-membership estimation for discrete-time linear time-varying descriptor systems subject to unknown but bounded disturbance and noise. We propose a set-membership estimation method based on a descriptor system observer and a zonotopic estimator of the observer error bounds. The observer parameters are optimized in order to minimize the sizes of the zonotopes enclosing all admissible state trajectories. Finally, two simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
Published: 2020

22. Fascia lata numerical model with discrete element method: relationship between micro and macroscale for tensile tests until rupture

Author: Christophe Muth-Seng, Sébastien Laporte, Anthony Roux, Laure-Lise Gras, Institut de Biomecanique Humaine Georges Charpak, Université Paris 13 (UP13)-Arts et Métiers ParisTech, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (IBHGC), Université Sorbonne Paris Nord-Arts et Métiers Sciences et Technologies, and HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Subjects: Complementary and Manual Therapy, Materials science, 0206 medical engineering, Physical Therapy, Sports Therapy and Rehabilitation, 02 engineering and technology, Microscopic description, Matrix (mathematics), BIOMECANIQUE, [SPI]Engineering Sciences [physics], Fascia lata, Ultimate tensile strength, medicine, Composite material, Mécanique: Biomécanique [Sciences de l'ingénieur], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Rehabilitation, TENSILE TEST, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], Numerical models, 021001 nanoscience & nanotechnology, 020601 biomedical engineering, FASCIA LATA, Discrete element method, MODEL, medicine.anatomical_structure, Complementary and alternative medicine, 0210 nano-technology
Abstract: Fifth international fascia research congress, Berlin, ALLEMAGNE, 14-/11/2018 - 15/11/2018; Numerical models are useful to better understand the mechanical responseof various tissues and materials. With the discrete element method, it is possible to model complex structures with simple elements: small mass elements connected with springs. The macroscopic response of the tissue can then be explained by its microscopic description. We propose to model tensile tests on fascia lata using this method, because of its structure composed of two layersof collagen fibersconnected by a proteoglycan matrix .
Published: 2018

23. Calendar and cycling ageing combination of batteries in electric vehicles

Author: Pascal Venet, Serge Pelissier, Eduardo Redondo-Iglesias, Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Gestion de l’Energie et Stockage pour les Transports (GEST), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes (MIS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Ampère (AMPERE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Cadic, Ifsttar
Subjects: Battery (electricity), ACCELERATED AGEING TESTS, CYCLING AGEING, VEHICULE, business.product_category, Powertrain, [SPI] Engineering Sciences [physics], 020209 energy, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, Automotive engineering, [SPI]Engineering Sciences [physics], Electric vehicle, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, LITHIUM-ION BATTERY, LITHIUM, BATTERIE, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, CALENDAR AGEING, Analysis method, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, VIEILLISSEMENT, Ageing, Environmental science, 0210 nano-technology, business, Cycling, VEHICULE ELECTRIQUE
Abstract: 29th European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, ESREF, AALBORG, DANEMARK, 01-/10/2018 - 05/10/2018; International audience; The battery is the most sensitive part in the powertrain of full electric vehicles because of its cost and weight. The full electric vehicle range and prize are highly determined by the battery performances. During its lifespan, the battery performances are degraded because of ageing mechanisms. Typically, there are two types of ageing: calendar and cycling ageing. In the electric vehicle application, both types of ageing coexist and interact. In this paper, we report the results of accelerated ageing tests and present a methodology to separate calendar from cycling ageing. With this analysis method, we demonstrate the interaction between calendar and cycling ageing when battery is cycled following representative current profiles of the electric vehicle application.
Published: 2018

24. Statistical vibration-based damage localization on Saint-Nazaire Bridge mockup

Author: Bhuyan, Md Delwar Hossain, Lecieux, Yann, Thomas, Jean-Christophe, Lupi, Cyril, Schoefs, Franck, Döhler, Michael, Mevel, Laurent, BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, Federal Institute for Materials Research and Testing - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Contrôle de santé fiabilité et calcul des structures (TRUST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: damage localization, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], vibration measurements, cable-stayed bridge, [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], cable failure, struc-tural health monitoring
Abstract: International audience; The characterization of damages from output-only vibration measurements is an important issue for Structural Health Monitoring (SHM), in particular for bridges under ambient excitation. In the last years, a multitude of methods has been proposed for vibration-based damage detection, lo-calization and quantification. In this work, a benchmark application for such methods is proposed, namely a 1/200 scale model of the Saint-Nazaire Bridge, which is a cable-stayed bridge spanning the Loire River near the river's mouth. The region of interest, the central metallic structure, measures 720 meters. The aim of the instrumentation is to assess the capability of damage assessment methods to assess a cable failure. The model is instrumented with ten accelerometers and excited by white noise. A damage localization method is applied to test the proposed setup, namely the statistical damage locating vector approach (S-SDDLV). With this method, vibration measurements from the (healthy) reference and damaged states of the structure are confronted to a finite element of the reference state. Damage indicators are provided for the different structural elements that are easy to compute, without updating the model parameters, and taking into account the intrinsic uncertainty of noisy measurements.
Published: 2018

25. Review on past to present achievements in Non Destructive Testing by active infrared thermography and current prospects

Author: Dumoulin, Jean, Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Mevel, Laurent, and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.MECA.THER] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph]
Abstract: International audience
Published: 2018

26. Local adaptive observer for linear time-varying systems with parameter-dependent state matrices

Author: Qinghua Zhang, Romain Postoyan, Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Postoyan, Romain
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Observer (quantum physics), 020302 automobile design & engineering, 02 engineering and technology, State (functional analysis), Exponential function, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Matrix (mathematics), [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, 020901 industrial engineering & automation, 0203 mechanical engineering, Exponential growth, Convergence (routing), Applied mathematics, Affine transformation, Time complexity, Mathematics
Abstract: International audience; We present an adaptive observer for linear time-varying systems whose state matrix depends on unknown parameters. We first assume that the state matrix is affine in these parameters. In this case, the proposed observer generates state and parameter estimates, which exponentially converge to the plant state and the true parameter, respectively, provided a persistence of excitation condition holds and the unknown parameters lie in a neighborhood of some known nominal values. Hence, some prior knowledge on the unknown parameters is required, but not on the state. We then modify the adaptive observer and its convergence analysis to systems whose state matrix is smooth, instead of being affine, in the unknown parameters. The convergence is approximate, and no longer exponential, in this case. An example is provided to illustrate the results, for which the required distance between the unknown parameters and their nominal values is investigated numerically.
Published: 2018

27. Seismic-induced damage detection through parallel force and parameter estimation using an improved interacting Particle-Kalman filter

Author: Frédéric Cérou, Antoine Crinière, Laurent Mevel, Jean Dumoulin, Subhamoy Sen, Indian Institute of Technology Mandi ( IIT Mandi ), Statistical Inference for Structural Health Monitoring ( I4S ), Département Composants et Systèmes ( IFSTTAR/COSYS ), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans ( UNAM ) -PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans ( UNAM ) -PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques ( SIMSMART ), Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Indian Institute of Technology Mandi (IIT Mandi), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, ANR-11-LABX-0020,LEBESGUE,Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation(2011), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-AGROCAMPUS OUEST, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Stochastic system identification, Computer science, Aerospace Engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Stability (probability), [ PHYS.MECA.STRU ] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the structures [physics.class-ph], symbols.namesake, 020901 industrial engineering & automation, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], Seismic input, 0103 physical sciences, 010301 acoustics, Vibration monitoring, Civil and Structural Engineering, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], Estimation theory, Mechanical Engineering, [ STAT.AP ] Statistics [stat]/Applications [stat.AP], Filter (signal processing), State (functional analysis), Kalman filter, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], Parameter tracking, [ STAT.TH ] Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], Computer Science Applications, Noise, Control and Systems Engineering, Signal Processing, symbols, Force estimation, Particle filter, Algorithm, Gaussian network model, Kalman filtering, Particle filtering
Abstract: International audience; Standard filtering techniques for structural parameter estimation assume that the input force is either known or can be replicated using a known white Gaussian model. Unfortunately for structures subjected to seismic excitation, the input time history is unknown and also no previously known representative model is available. This invalidates the aforementioned idealization. To identify seismic induced damage in such structures using filtering techniques, force must therefore also be estimated. In this paper, the input force is considered to be an additional state that is estimated in parallel to the structural parameters. Two concurrent filters are employed for parameters and force respectively. For the parameters, an interacting Particle-Kalman filter is used to target systems with correlated noise. Alongside this, a second filter is used to estimate the seismic force acting on the structure. In the proposed algorithm, the parameters and the inputs are estimated as being conditional on each other, thus ensuring stability in the estimation. The proposed algorithm is numerically validated on a sixteen degrees-of-freedom mass-spring-damper system and a five-story building structure. The stability of the proposed filter is also tested by subjecting it to a sufficiently long measurement time history. The estimation results confirm the applicability of the proposed algorithm.
Published: 2018

28. Zonotopic state estimation and fault detection for systems with time-invariant uncertainties

Author: Wentao Tang, Yi Shen, Vicenҫ Puig, Zhenhua Wang, Qinghua Zhang, Harbin Institute of Technology (HIT), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Universitat Politècnica de Catalunya [Barcelona] (UPC), National Natural Science Foundation of China, Fundamental Research Funds for the Central Universities (China), Harbin Institute of Technology (China), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial, and Universitat Politècnica de Catalunya. SAC - Sistemes Avançats de Control
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Observer (quantum physics), Informàtica::Automàtica i control [Àrees temàtiques de la UPC], Computer science, zonotopes, Interval estimation, 02 engineering and technology, time-invariant, Fault detection and isolation, TIME-INVARIANT UNCERTAINTY, LTI system theory, uncertainty zonotopes, 020901 industrial engineering & automation, Control theory, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, SET-MEMBERSHIP, Estimation, Automatic control, H8 design, H∞ design, Linear matrix inequality, time-invariant uncertainty, State (functional analysis), Invariant (physics), Control automàtic, Set-membership, Control and Systems Engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, ZONOTOPES, H ? DESIGN
Abstract: This paper proposes a robust guaranteed state estimation method with application to fault detection by combining H∞ observer design with zonotopic analysis for discrete-time systems with both time-variant and time-invariant uncertainties. In order to improve the estimation accuracy, based on the H∞ technique, the observer design is achieved by solving a linear matrix inequality. The main contribution of this method lies in that the time invariance of some uncertainties is considered to reduce the conservatism of interval estimation. Finally, a numerical example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method., This work was supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61403104, 61773145), State Key Laboratory of Robotics (Grant No. 2014-O04), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (HIT.KLOF.2015.076).
Published: 2018

29. Correntropy based IPKF filter for parameter estimation in presence of non-stationary noise process

Author: Sen, Subhamoy, Criniere, Antoine, Mevel, Laurent, Cerou, Frédéric, Dumoulin, Jean, India Institute of Technology MANDI (ITT MANDI), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), SIMulation pARTiculaire de Modèles Stochastiques (SIMSMART), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, and ANR-11-LABX-0020,LEBESGUE,Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation(2011)
Subjects: CORRENTROPY FILTER, PARTICLE FILTER, BRUIT, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], FILTRE, PARTICULE, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], PARAMETER CHANGE DETECTION, INTERACTING PARTICLE KALMAN FILTER, NOISE ESTIMATION
Abstract: SAFEPROCESS 2018, 10th IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes, Varsovie, POLOGNE, 29-/08/2018 - 31/08/2018; International audience; Existing filtering based structural health monitoring (SHM) algorithms assume constant noise environment which does not always conform to the reality as noise is hardly stationary. Thus to ensure optimal solution even with non-stationary noise processes, the assumed statistical noise models have to be updated periodically. This work incorporates a modification in the existing Interacting Particle-Kalman Filter (IPKF) to enhance its detection capability in presence of non-stationary noise processes. To achieve noise adaptability, the proposed algorithm recursively estimates and updates the current noise statistics using the post-IPKF residual uncertainty in prediction as a measurement which in turn enhances the optimality in the solution as well. Further, this algorithm also attempts to mitigate the ill effects of abrupt change in noise statistics which most often deteriorates/ diverges the estimation. For this, the Kalman filters (KF) within the IPKF have been replaced with a maximum Correntropy criterion (MCC) based KF that, unlike regular KF, takes moments beyond second order into consideration. A Gaussian kernel for MCC criterion is employed to define a correntropy index that controls the update in state and noise estimates in each recursive steps. Numerical experiments on an eight degrees-of-freedom system establish the potential of this algorithm in real field applications.
Published: 2018

30. On damage detection system information for structural systems

Author: Michael Döhler, Sebastian Thöns, Lijia Long, Technical University of Denmark [Lyngby] (DTU), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, Federal Institute for Materials Research and Testing - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (DTU), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Risk analysis, Value of information, Computer science, Structural system, Damage detection uncertainty modelling, 0211 other engineering and technologies, 020101 civil engineering, 02 engineering and technology, Building and Construction, Damage detection, Bayesian inference, 0201 civil engineering, System model, Reliability engineering, Testing reliability, Component (UML), 021105 building & construction, [SPI.GCIV.RISQ]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Risques, Structural systems, Structural system updating, [SPI.GCIV.DV]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Dynamique, vibrations, Reliability (statistics), Civil and Structural Engineering, Value of Information
Abstract: International audience; Damage detection systems (DDS) provide information of the structural system integrity in contrast to e.g. local information by inspections or non-destructive testing techniques. In this paper, an approach is developed and demonstrated to utilize DDS information to update the structural system reliability and to integrate this information in structural system risk and utility analyses. For this aim, a novel performance modelling of DDS building upon their system characteristics and non-destructive testing reliability is introduced. The DDS performance modelling accounts for a measurement system in combination with a damage detection algorithm attached to a structural system in the reference and damage states and is modelled with the probability of indication accounting for type I and II errors. In this way, the basis for DDS performance comparison and assessment is provided accounting for the dependencies between the damage states in a structure. For updating of the structural system reliability, an approach is developed based on Bayesian updating facilitating the use of DDS information on structural system level and thus for a structural system risk analysis. The structural system risk analysis encompasses the static, dynamic, deterioration, reliability and consequence models, which provide the basis for the system model for calculating the direct risks due to component failure and the indirect risks due to system failure. Two case studies with the developed approach demonstrate a high Value of DDS Information due to risk and expected cost reduction.
Published: 2018

31. State Estimation for Stochastic Time Varying Systems with Disturbance Rejection

Author: Liangquan Zhang, Qinghua Zhang, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Equation of state, Computer science, 020208 electrical & electronic engineering, Stability (learning theory), 02 engineering and technology, State (functional analysis), Kalman filter, Covariance, LTV/LPV system, LTI system theory, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Control theory, disturbance rejection, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, state estimation, Focus (optics), Time complexity
Abstract: International audience; State estimation in the presence of unknown disturbances is useful for the design of robust systems in different engineering fields. Most results available on this topic are restricted to linear time invariant (LTI) systems, whereas linear time varying (LTV) systems have been studied to a lesser extent. Existing results on LTV systems are mainly based on the minimization of the state estimation error covariance, ignoring the important issue of the stability of the state estimation error dynamics, which has been a main focus of the studies in the LTI case. The purpose of this paper is to propose a numerically efficient algorithm for state estimation with disturbance rejection, in the general framework of LTV stochastic systems, including linear parameter varying (LPV) systems, with easily checkable conditions guaranteeing the stability of the algorithm. The design method is conceptually simple: disturbance is first rejected from the state equation by appropriate output injection, then the Kalman filter is applied to the resulting state-space model after the output injection.
Published: 2018

32. The effects of annoyance due to aircraft noise on psychological distress: Results of the DEBATS study in France

Author: BAUDIN, Clémence, Lefevre, Marie, Laumon, Bernard, EVRARD, Anne Sophie, Unité Mixte de Recherche Epidémiologique et de Surveillance Transport Travail Environnement (UMRESTTE UMR T9405), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Département Transport, Santé, Sécurité (IFSTTAR/TS2), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Cadic, Ifsttar, and Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Subjects: BRUIT, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, ANNOYANCE, AIRCRAFT NOISE, NUISANCE, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, human activities, PSYCHOLOGICAL DISTRESS
Abstract: EUROEPI 2018, European Congress of Epidemiology , Lyon, FRANCE, 04-/07/2018 - 06/07/2018; Background : Many studies have evidenced adverse effects of exposure to aircraft noise on health, such as annoyance, sleep disturbance, cardiovascular diseases or altered cognitive performance. Mental health has been less investigated. In France, about 18% of the population suffer from mental disorders. The effects of noise annoyance on psychological distress have rarely been evaluated, and no study exists in France. We investigated associations between annoyance due to aircraft noise and psychological distress for people living near airports in France. Methods : The DEBATS longitudinal study included 1,244 residents around three French airports: Paris-Charles-de-Gaulle, Toulouse-Blagnac, and Lyon-Saint-Exupéry. Information about psychological distress was assessed by a face-to-face questionnaire, including a single question about the feeling of depression, and the 12-version of the General Health Questionnaire (GHQ-12). Annoyance due to aircraft noise was assessed with the following question 'Thinking about the last 12 months, when you are at home, how much does aircraft noise annoy you?' The five-point verbal scale proposed by the International Commission on the Biological Effects of Noise was used: extremely, very, moderately, slightly or not at all. Associations with psychological distress were investigated using logistic regressions including relevant confounders such as gender, age, country of birth, occupational activity, marital status, alcohol consumption, smoking, sleep duration, number of stressful life events, education, income, and antidepressant use. Results : About 13% of the participants reported depression and 22% were considered to have psychological distress according to the GHQ-12. Significant associations were found between annoyance due to aircraft noise and the feeling of depression, and between annoyance due to aircraft noise and psychological distress evaluated with the GHQ-12. The Odds Ratio (OR) for the feeling of depression ranged from 0.89 (95% CI 0.50-1.59) to 2.61 (95% CI 1.09-6.23). The OR for the GHQ-12 ranged from 1.49 (95% CI 0.94-2.39) to 3.64 (95% CI 1.70-7.78). For the both outcomes, OR reached the maximum estimate for people reporting to be extremely annoyed compared to those who are not at all annoyed. Discussion : The present study found significant associations between annoyance due to aircraft noise and psychological distress assessed both with a single question about the feeling of depression and with the GHQ-12, with gradual ORs according to the different categories of noise annoyance. This result is in line with the findings of a cross-sectional study performed in Minneapolis. However the direction of the association can be questioned. Extremely annoyed people might be more at risk to have psychological disorders, and it is also possible that people with psychological disorders might be more at risk to be annoyed.
Published: 2018

33. Comparison of ligament, passive, and net joint moments of the lower limb computed by generic models and inverse dynamics

Author: GASPARUTTO, Xavier, JACQUELIN, Eric, Dumas, Raphaël, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Cadic, Ifsttar, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Subjects: BIOMECANIQUE, [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], musculoskeletal system, human activities, LIGAMENT
Abstract: 15th International Symposium on 3-D Analysis of Human Movement, Manchester, ROYAUME-UNI, 03-/07/2018 - 06/07/2018; The lower limb passive moments represent the actions of all the passive periarticular structures, including the passive components of the muscle-tendon complex and the ligaments. They significantly contribute to the power generation and absorption during gait (e.g. [1]) but the respective magnitude of the different components is not established. Moreover, although models of ligament moments were implemented in musculoskeletal models (e.g., [2]) and showed a significant influence on the musculo-tendon forces and contact forces [3], the passive moments generated by the ligaments have been never specifically evaluated.
Published: 2018

34. Personalized body segment inertia parameters using 3D body scanner images

Author: Robert, Thomas, LEBORGNE, Paul, BEURIER, Georges, Dumas, Raphaël, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and Cadic, Ifsttar
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], 3D BODY, [SPI] Engineering Sciences [physics], [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph]
Abstract: 15th International Symposium on 3-D Analysis of Human Movement, Manchester, ROYAUME-UNI, 03-/07/2018 - 06/07/2018; Personalized values of Body Segment Inertia Parameters (BSIP) are necessary to perform dynamic analysis of human movement (e.g. trajectory of the whole body centre of mass trajectory for stability analysis, joint torques / muscular forces estimations, etc.). BSIPs are usually estimated using regressions derived from anthropometric tables (AT) [1]. However, these tables are usually not adapted to atypical populations (children, elderly, obese persons, individuals with prostheses, etc.) that are classically of interest. An alternative consists in estimating BSIPs from segments' volumes assuming a uniform density. This alternative is of growing interest as: 1) it would be suitable even for populations with atypical body mass repartition; 2) 3D body shapes acquisition has recently became easier and cheaper thanks to the developments of low-cost 3D scanners [2]. However, there are still some issues to makes this measurement (3D point cloud of the external shape) usable in the context of movement analysis with minimal intervention. The main issue is the segmentation of the whole body external shape into body segments with relevant local coordinate systems (LCS) and anatomical landmarks (AL) [3].
Published: 2018

35. Comparative study of Line Scan and Flying Line Active IR Thermography operated with a 6-axis robot

Author: Pierre Servais, Yacine Mokhtari, Matthieu Klein, Clemente Ibarra-Castanedo, Jean Dumoulin, Ludovic Gavérina, Xavier Maldague, Laboratoire de Vision et Systèmes Numériques (LVSN), Université Laval [Québec] (ULaval), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Visiooimage IRT Research Inc., NDT pro-wan, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Computer science, business.industry, Acoustics, 010401 analytical chemistry, Image processing, 01 natural sciences, 010406 physical chemistry, 0104 chemical sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], Data acquisition, Planar, Nondestructive testing, Line (geometry), Thermal, Thermography, Robot, business
Abstract: International audience; In this paper, two Non Destructive Testing approaches by active infrared thermography mounted on a 6-axis robot are presented and studied. Data acquisition and thermal excitation is carried out dynamically over various CFRP specimens with increasing geometry complexity, from planar, to convex and concave shapes. An automated procedure is proposed to reconstruct thermal image sequences issued from the two scanning procedure studied: Line Scan and Flying Line procedures. Defective area detection is performed by image processing and an inverse technique based on thermal quadrupole method is used to map the depth of flaws. Results obtained are discussed and perspectives are addressed.
Published: 2018

36. Étude d’une loi de commande optimale pour le contrôle en température d’une structure de route solaire hybride

Author: Le Touz, Nicolas, Dumoulin, Jean, Piau, Jean Michel, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos e Ingeniería de Software [Madrid] (DLSIIS), Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport (IFSTTAR/MAST/LAMES), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Mevel, Laurent
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract: International audience; L'étude présentée vise à optimiser la quantité d'énergie à apporter à une route solaire hybride pour éviter la formation de verglas en surface. La loi de commande optimale étudiée s'appuie sur un modèle multiphysique aux éléments finis, élaboré pour calculer le champ de température dans la structure dans des conditions environnementales variables. Une pénalisation des périodes de gel à la surface est introduite et l'énergie à fournir au système pour l'en préserver est calculée à partir de la méthode de l'état adjoint. Les résultats obtenus pour trois localisations en France (i.e. climats) sont discutés et analysés. Nomenclature B luminance énergétique d'un corps noir [W.m −2 .sr −1 ] h coefficient d'échange [W.m −2 .K −1 ] k conductivité thermique [W.m −1 .K −1 ] L luminance énergétique [W.m −2 .sr −1 ] n normale extérieure t temps [s] T température [K] T min seuil de température [K] ε émissivité κ coefficient d'absorption [m −1 ] λ longueur d'onde [µm] Ω domaine spatial étudié Φ s flux solaire [W.m −2 ] ρc capacité thermique [J.m −3 .K −1 ] σ coefficient de diffusion [m −1 ] ϑ direction dans la sphère unité a , c indices relatifs à l'air et au ciel ν fréquence [Hz]
Published: 2018

37. Solar hybrid road: from numerical model to an energy balance in France

Author: Le Touz, Nicolas, Dumoulin, Jean, Piau, Jean-Michel, Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport (IFSTTAR/MAST/LAMES), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Mevel, Laurent, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [SPI]Engineering Sciences [physics], [STAT.AP] Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract: International audience; In this study, we evaluate the energy to bring to a solar hybrid road system to prevent it from icing at the surface. To estimate the thermal performances, a multi-physics finite element model is introduced to compute the temperature field from environmental conditions. From this model, the adjoint state method is used to solve an optimization problem taking into account a penalization of frozen periods and the energy brought to the system. Results obtained for different climatic conditions in France are presented, analyzed and discussed.
Published: 2018

38. Solar hybrid road: from concept to modeling and lab scale mock-up experiments

Author: Le Touz, Nicolas, Dumoulin, Jean, Piau, Jean Michel, Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport (IFSTTAR/MAST/LAMES), Mevel, Laurent, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: 050210 logistics & transportation, PANNEAU SOLAIRE, SOLAR HYBRID ROAD, Solar hybrid road, multi-physics, finite element method, thermal heat transfer, energetic system, [SPI] Engineering Sciences [physics], 05 social sciences, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, [SPI]Engineering Sciences [physics], ENERGETIC SYSTEM, FINITE ELEMENT METHOD, 13. Climate action, METHODE DES ELEMENTS FINIS, PROJET DE ROUTE, 021105 building & construction, 0502 economics and business, THERMAL HEAT TRANSFER, MULTI-PHYSICS
Abstract: TRA 2018, 7th Transport Research Arena, Vienne, AUSTRALIE, 16-/04/2018 - 19/04/2018; We present in this paper the concept of solar hybrid road and the numerical model studied and develop to compute its thermal state at any time step. The aim of these new structures is to collect part of the solar radiation during the summer period, to prevent from icing at the surface during the winter period. As it is reversible, it will help also to prevent from a too high structure temperature (in particular closed to the surface) in summer season. Two types of modifications, compared to traditional structures are presented. The first one concerns the insertion of a porous layer allowing a heat fluid to exchange thermal energy. The second one concerns the use of a semi-transparent material at pavement surface allowing the solar radiation to penetrate deeper in the structure. The numerical model of this multi-physics problem develop with the finite element method is presented and discussed. A validation on two test cases is proposed. First results on energy harvesting evaluation for few locations (i.e. climatic conditions) in France are presented and discussed. Finally, conclusion and perspectives are proposed.
Published: 2018

39. Characterization of composite materials via THz imaging

Author: LUDENO, Ilaria, SOLDOVIERI, Giovanni, Dumoulin, Jean, Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente [Napoli] (IREA-CNR), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Napoli] (CNR), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, and Mevel, Laurent
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [STAT.AP] Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [STAT.TH] Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], MATERIAU COMPOSITE, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH]
Abstract: EU'18, European Geosciences Union General Assembly, Vienne, AUTRICHE, 08-/04/2018 - 13/04/2018; International audience
Published: 2018

40. Compression of spatio-temporally correlated and massive georeferenced Data

Author: CRINIERE, Antoine, Roumy, Aline, Maugey, Thomas, Kieffer, Michel, Dumoulin, Jean, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Analysis representation, compression and communication of visual data (Sirocco), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire des signaux et systèmes (L2S), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], ENREGISTREMENT DES DONNEES, COMPRESSION, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH]
Abstract: EGU'18, European Geosciences Union General Assembly, Vienne, AUTRICHE, 08-/04/2018 - 13/04/2018; International audience
Published: 2018

41. Fondamentaux

Author: Pelissier, Serge, Sari, Ali, Venet, Pascal, Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Gestion de l’Energie et Stockage pour les Transports (GEST), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes (MIS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Ampère (AMPERE), and Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: National audience; Le développement d’équipements portables ou nomades, industriels ou de loisir, s’accompagne de besoins de plus en plus importants d’autonomie nécessitant des batteries électriques performantes. Les technologies d’accumulateurs ont connu, ces dernières années, de nombreuses innovations avec l’apparition de nouvelles familles de produits. Si les technologies à base de nickel cadmium et de nickel métal hydrure sont maîtrisées depuis de nombreuses années, les batteries a` base de lithium sont plus récentes et évoluent très régulièrement entraînant une augmentation de leurs performances et l’apparition de nouvelles variantes chimiques. Il est donc nécessaire de posséder unevision claire des enjeux et des contraintes des divers domaines applicatifs, ainsi que des performances des technologies en présence. Chaque famille d’accumulateurs présente des spécificités au niveau des caractéristiques en puissance ou en énergie. De plus, les conditions d’usage diffèrent d’une technologie à l’autre. Choisir une technologie d’accumulateur pour une application donnée mobilise donc des connaissances et des informations multiples. Cet article rappelle les notions de base sur les accumulateurs (définitions, constitution, principe, caractérisation, modélisation, vieillissement) et précise le contexte en proposant une cartographie des applications portables et nomades. Un secondarticle passe en revue les trois principales technologies utilisables dans ces applications [E 2 141].Le lecteur trouvera en fin d’article un tableau des sigles utilisés.
Published: 2018

42. Technologies

Author: Pelissier, Serge, Sari, Ali, Venet, Pascal, Laboratoire Transports et Environnement (IFSTTAR/AME/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Gestion de l’Energie et Stockage pour les Transports (GEST), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes (MIS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Ampère (AMPERE), and Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: National audience; Le développement d’équipements portables ou nomades, industriels ou de loisir, s’accompagne de besoins de plus en plus importants d’autonomie et donc de batteries électriques performantes. Les technologies d’accumulateurs ont connu, ces dernières années, de nombreuses innovations avec l’apparition de nouvelles familles de produits. Si les technologies à base de nickel cadmium et de nickel métal hydrure sont maîtrisé es depuis de nombreuses années, les batteries à base de lithium sont plus récentes et évoluent très régulièrement entraînant une augmentation de leurs performances et l’apparition de nouvelles variantes chimiques. Il est donc nécessaire d’avoir une vision claire sur les enjeux et les contraintes des divers domaines applicatifs, ainsi que sur les performances des technologies en présence. Chaque famille d’accumulateurs présente des spécificités au niveau des caractéristiques en puissance ou en énergie. De plus, les conditions d’usage diffèrent d’une technologie à l’autre. Choisir une technologie d’accumulateur pour une application donnée mobilise donc des connaissances et des informations multiples. Dans un premier article [E 2140], les notions de base sur les accumulateurs (définition, constitution, principe, caractérisation, modélisation, vieillissement) ont été définies. Ce second article passe en revue les trois principales technologies utilisables dans ces applications et détaille pour chacune le principe de fonctionnement, les caractéristiques électriques, les règles d’usage et de transport.Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des symboles utilisés.
Published: 2018

43. Comparative study in the identification of liquid to solid transition phase with DSC, Raman spectra analysis and chemiometrics methods applied to phase change materials used for icing-delay in civil engineering infrastructures

Author: Magali Fois, Laurent Ibos, Jean Dumoulin, Mario Marchetti, Jean Michel Piau, Patrice Bourson, Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes (LMOPS), CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Est (Cerema Direction Est), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Centre d'Etudes et Recherches en Thermique, Environnement et Systèmes [Créteil] (CERTES EA 3481), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport (IFSTTAR/MAST/LAMES), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Materials science, Formic acid, 020209 energy, Transition temperature, Enthalpy, Energy Engineering and Power Technology, Thermodynamics, Context (language use), 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Industrial and Manufacturing Engineering, Characterization (materials science), [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, symbols.namesake, chemistry, 13. Climate action, Phase (matter), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Forensic engineering, symbols, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy, Icing
Abstract: International audience; In a costs reduction and comfort requirements context, the use of phase change materials (PCM) is a sustainable and economical answer. For transportation infrastructures and winter maintenance, they avoid ice occurrence or snow accumulation. Their characteristics, and more specifically, the solid to liquid phase transition temperature and enthalpy, are usually obtained through DSC. Raman spectroscopy can bring answers and information on their microstructures. The liquid to solid phase change was investigated on three PCM, a paraffin, formic acid and diluted formic acid. A comparison made on freezing temperature obtained through DSC, Raman spectroscopy associated with chemiometrics indicated a consistency between the methods. Raman spectroscopy coupled with multivariate data analysis allowed the identification of an additional specificity in the freezing process of the paraffin. All methods provided results consistent between each other, although some differences between literature and experimental freezing temperatures of the considered PCM were observed in all cases.
Published: 2018

44. Smart and Light data logger for thermal and environmental monitoring

Author: Gavérina, Ludovic, Moncheau, Jean-pierre, Ibos, Laurent, Dumoulin, Jean, Mevel, Laurent, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Themacs Ingénierie, Centre d'Etudes et Recherches en Thermique, Environnement et Systèmes [Créteil] (CERTES EA 3481), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [STAT.AP] Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [STAT.TH] Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

45. Appreciation of the delay in the benefits of the thermal energy released by PCM in civil engineering structures

Author: Mario Marchetti, Jean Dumoulin, A. Escal, Magali Fois, L. Peiffer, Laurent Ibos, N. Le Touz, Patrice Bourson, Mevel, Laurent, Structure et Instrumentation Intégrée (IFSTTAR/COSYS/SII), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes (LMOPS), CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Centre-Est (Cerema Direction Centre-Est), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Centre d'Etudes et Recherches en Thermique, Environnement et Systèmes [Créteil] (CERTES EA 3481), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: STRUCTURE, business.industry, [SPI] Engineering Sciences [physics], 0211 other engineering and technologies, 020101 civil engineering, 02 engineering and technology, Numerical models, Snow, 7. Clean energy, Civil engineering, 0201 civil engineering, Phase change, [SPI]Engineering Sciences [physics], 13. Climate action, Black ice, PCM, 021105 building & construction, Thermal, ROUTE, Environmental science, FROID, business, Thermal energy, HIVER, Sustainable solutions
Abstract: QIRT 2018, 14th Quantitative InfraRed Thermography Conference, Berlin, ALLEMAGNE, 25-/06/2018 - 29/06/2018; To optimize de-icers use in winter on roads and airports, some sustainable solutions were promoted in a global project entitled "Roads of the Future". PCM into pavements were then considered to rely on the released enthalpy to delay the occurrence of black ice or snow accumulation. Coupling a spectroscopic monitoring of the PCM behavior and thermography on pavement surface indicated a significant delay between the phase change and the thermal manifestation of the released energy. Considering an accurate description of PCM according to cooling weather phenomena, these elements might provide valuable information for numerical models.
Published: 2018

46. Electromagnetic Methods

Author: Xavier Dérobert, Jean-Paul Balayssac, Zoubir Mehdi Sbartaï, Jean Dumoulin, ISTE Press Ltd., Laboratoire Géophysique et évaluation non destructive (IFSTTAR/GERS/GeoEND), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions (LMDC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France, Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the structures [physics.class-ph], 021105 building & construction, 0103 physical sciences, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], 010301 acoustics, 01 natural sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

47. Complications à court terme des plasties combinées intra- et extra-articulaires du ligament croisé antérieur : comparaison avec les plasties intra-articulaires isolées de la littérature. Étude multicentrique de la Société francophone d'arthroscopie (SFA)

Author: P. Colombet, Sébastien Lustig, Camille Steltzlen, M.-L. Louis, Simon Bertiaux, J C Panisset, B. Schlatterer, P. Imbert, Régis Pailhé, F P Ehkirch, François Dalmay, Cécile Batailler, Loïc Sigwalt, Dominique Saragaglia, P. D’ingrado, Bertrand Sonnery-Cottet, C. Lutz, Centre ostéo-articulaire des Cèdres, parent, Clinique universitaire de chirurgie orthopédique et de traumatologie du sport, Hôpital Sud, CHU de Grenoble, IM2S, Centre orthopédique Santy, ICOSS, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs ( LBMC UMR T9406 ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Centre Albert Trillat [Hôpital de la Croix-Rousse - HCL], Hôpital de la Croix-Rousse [CHU - HCL], Hospices Civils de Lyon ( HCL ) -Hospices Civils de Lyon ( HCL ), Hôpital privé de l'Estuaire, Clinique Maussins-Nollet, Centre de chirurgie orthopédique et sportive, Centre hospitalier de Versailles-André-Mignot, Centre ICOS, Clinique du Parc, Neuroépidémiologie Tropicale ( NET ), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique ( GEIST ), Université de Limoges ( UNILIM ) -Université de Limoges ( UNILIM ), ICAPS, Centre Ostéo-articulaire des Cèdres, Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Hospices Civils de Lyon (HCL)-Hospices Civils de Lyon (HCL), Centre Hospitalier de Versailles André Mignot (CHV), UMR Inserm 1094 NET, and INSERM
Subjects: 030222 orthopedics, 03 medical and health sciences, BIOMECANIQUE, 0302 clinical medicine, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], Orthopedics and Sports Medicine, Surgery, 030229 sport sciences, [ SPI.MECA.BIOM ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT
Abstract: Resume Introduction Les plasties anterolaterales (PAL) sont utilisees pour diminuer le risque de rupture iterative apres reconstruction du ligament croise anterieur (LCA) chez les patients a risque. Ces plasties ajoutent un geste a la greffe isolee du LCA qui peut augmenter le temps operatoire et perturber les suites operatoires. L’objectif de cette etude etait d’evaluer le taux de complications precoces. L’hypothese etait que les plasties anterolaterales associees a une plastie du LCA n’augmentent pas le taux de complications par rapport aux plasties isolees. Materiel et methodes Il s’agit d’une etude multicentrique, prospective portant sur 392 patients dont 70 % d’hommes, âges en moyenne de 29,9 ans, operes d’une plastie du LCA avec PAL associee. L’ensemble des evenements indesirables ont ete releves. Resultats La duree moyenne d’hospitalisation a ete de 2 jours avec 46 % de chirurgie ambulatoire. La marche etait acquise en 27 jours en moyenne avec un avantage pour les patients operes avec une technique aux ischio-jambiers. Le taux de complication postoperatoire precoce etait de 12 % dont 1,7 % specifiques a la PAL : douleur, hematome, raideur en flexion et extension, infection. Cinq pour cent de re-interventions ont ete observees la premiere annee avec une majorite d’arthrolyse pour flexum. Le taux de rupture iterative etait de 2,8 % a l’issue de la premiere annee. Discussion Les complications des PAL associees aux plasties intra-articulaires ne sont pas plus importantes que pour les plasties intra-articulaires isolees, sans augmentation du taux d’infection ni de raideur. Les complications liees a la PAL sont faibles, 1,7 %, et sont a mettre en rapport avec des erreurs techniques de fixation ayant engendre des conflits avec les parties molles laterales. Niveau de preuve Niveau IV, etude multicentrique prospective.
Published: 2017

48. Study on specific effects of high frequency ripple currents and temperature on supercapacitors ageing

Author: Jean-Michel Vinassa, Ronan German, Olivier Briat, Pascal Venet, Ali Sari, Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes (MIS), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Gestion de l’Energie et Stockage pour les Transports (GEST), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-VPTT-0009,SUPERCAL,Interaction des modes de vieillissement calendaire des supercondensateurs pour applications automobiles(2010), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire des Technologies Nouvelles (IFSTTAR/LTN), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Fiabilité / Puissance, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire Transport et Environnement (IFSTTAR/LTE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-Ampère (AMPERE), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Energy storage systems, Materials science, Ripple, Super capacitors, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, Capacitance, Energy storage, Power electronics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Power semiconductor device, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, Supercapacitor, business.industry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Electrical engineering, Reliability, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Power devices, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ageing, 0210 nano-technology, business, Low voltage, Voltage
Abstract: International audience; Although supercapacitors can store less energy than batteries, they are particularly appealing for hybrid vehicle applications (for example, for braking energy recovery, or stop and start systems supply…). As power networks in hybrid vehicle experience high frequency ripple currents due to power electronics components such as static converters, experiments are done to study the impact of high frequency ripple currents on supercapacitor ageing. The results suggest that high frequency ripple currents do not create new ageing mechanisms. A complementary ageing test is also carried out to study the effect of temperature on supercapacitor ageing at very low voltage. It clearly shows that a significant part of increase in supercapacitor resistance is only linked to temperature, instead of the combined effect of temperature and voltage as assumed by literature for supercapacitor ageing. Whereas tests demonstrate that capacitance loss through time is linked (for the most part) to the combined effect of voltage and temperature. Hence, this paper shows that resistance increase is only partially linked to capacitance loss.
Published: 2015

49. Identification of FIR Systems Based on Quantized Output Measurements: A Quadratic Programming-Based Method

Author: Jiandong Wang, Qinghua Zhang, College of Engineering [Beijing], Peking University [Beijing], Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: Mathematical optimization, Quadratically constrained quadratic program, quantized data, System identification, quadratic programming, Computer Science Applications, Parameter identification problem, Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Convex optimization, Applied mathematics, Second-order cone programming, Quadratic programming, Electrical and Electronic Engineering, Active set method, Mathematics, Sequential quadratic programming
Abstract: International audience; This paper proposes a quadratic programming (QP)-based method for identification of finite impulse response (FIR) dynamic systems from quantized or binary data. The main idea of the proposed method is to reformulate this identification problem, usually viewed as a nonlinear estimation problem with discontinuous nonlinearities, in the form of a standard QP problem, which is a convex optimization problem and can be solved efficiently. The so-called complete input conditions to ensure the unique solution of the QP problem are developed, and the consistency of the estimated parameters is established under the complete input conditions. Numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed method.
Published: 2015

50. A New Composite Bridge: Feasibility Validation and Vibration Monitoring

Author: Laurent Mevel, François Toutlemonde, Maurice Goursat, O. Ben Mekki, Dominique Siegert, Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT), Université de Tunis El Manar (UTM), Laboratoire Instrumentation, Simulation et Informatique Scientifique (IFSTTAR/COSYS/LISIS), Communauté Université Paris-Est-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Statistical Inference for Structural Health Monitoring (I4S), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Lille Nord de France-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Département Matériaux et Structures (IFSTTAR/MAST), PRES Université Paris-Est-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Inria Paris-Rocquencourt, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Communauté Université Paris-Est, Département Composants et Systèmes (IFSTTAR/COSYS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Lille Nord de France-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Paris-Est
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Engineering, Serviceability (structure), General Mathematics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], 020901 industrial engineering & automation, 0103 physical sciences, medicine, General Materials Science, Limit state design, 010301 acoustics, Civil and Structural Engineering, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], business.industry, Mechanical Engineering, Stiffness, [STAT.TH]Statistics [stat]/Statistics Theory [stat.TH], Structural engineering, Finite element method, Vibration, Nonlinear system, Modal, Mechanics of Materials, Mockup, medicine.symptom, business
Abstract: International audience; The first part of this article presents the feasibility study of a new structure for a 10-m-span bridge deck, taking into account the possibilities offered by new and high-strength materials and the advantages of a traditional environmental-friendly material. This 10-m-span element is formed by wooden beams braced at the ends, on supports atop a thin slab (7 cm thick) made of pre-cast ultra-high performance fiber-reinforced concrete, and fiber-reinforced polymer at the bottom of the wooden beams. The issue of connecting the ultra-high performance fiber-reinforced concrete to the wooden beams of high but possibly mismatching performance is addressed. An adhesive connection has been considered, following an increasing trend for composite structures where materials savings and optimal performance are searched in every component. The second part of this article presents the vibration-based damage monitoring. Small localized damages are hardly detected by global monitoring methods. The effectiveness of vibration-based detection depends on the accuracy of the modal parameter estimates and is limited by the low sensitivity of the modal parameters to a local stiffness reduction. A local reduction of stiffness related to frequency changes less than 1% was successfully detected on the bridge mockup after loading up to the serviceability limit state (SLS). Such a small decrease in the stiffness was not detected by the monitoring of the static load-deflection measurements but was confirmed by nonlinear local strain measurements. Statistical subspace-based damage detection successfully detected the change of the modal parameters of the investigated structure. Further analysis with a finite element model was conducted for assessing the consistency of the expected location and extent of the damaged elements.
Published: 2015

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