L'ingénieur, 1 septembre 1972, Septembre

SEPTEMBRE 1972 NO 282 58* année —L Affranchissement en numéraire au tarif dé la troisième classe Permis No 11018 Port de retour garanti : 2500, avenue Marie-Guyard, Montréal 250 Et l’équipement Flygt pour l’épuration des eaux d’égout peut vous aider à le faire.L’eau pure est une richesse qu’il faut conserver.Le matériel fabriqué par Flygt pour le pompage et l’épuration des eaux d’égout est conçu de façon à s’adapter facilement à vos exigences.Flygt fut la première compagnie à créer des stations p.r.f.préfabriquées pour le pompage des eaux d’égout.Nous offrons maintenant un choix complet de stations de pompage, en acier et en plastique renforcé de fibre de verre, et de stations d’épuration par aération intensive, montées à l’usine.Au coeur de tous les systèmes de traitement des eaux d’égout fabriqués par Flygt, on trouve la pompe électrique Flygt submersible, qui a fait ses preuves au cours de millions d’heures de fonctionnement dans le monde entier.Bien sûr, avec des produits d’une aussi grande efficacité, vous êtes en droit de vous attendre à des services techniques de première classe.Flygt vous les garantit, de Terre-Neuve à la Colombie-Britannique.Communiquez donc avec nous sans tarder.Siège social: Dorval, Qué.Succursales: Vancouver et Kelowna, C.-B.; Calgary et Edmonton, Alberta; Québec et Sept-lles, Qué.: Moncton, N.-B.; St-Jean, T.-N.Distributeurs: Power & Mine Supply Co.Ltd., Winnipeg, Manitoba: G.F.Seeley & Son Ltd., Toronto, Ottawa et Hamilton, Ont.Aux E.-U.: Flygt Corporation, Norwalk, Conn. ADMINISTRATION ET REDACTION 2500.avenue Marie-Guyard Montréal 250.Tél.344-4764 COMITE ADMINISTRATIF Émeric-G.LÉONARD, ing., président Y van HARDY, ing.Claude BRULOTTE.ing.André LOISELLE.ing.Michel ROBERT, ing Michèle THIBODEAU DEGUIRE, ing Roland BOUTHILLETTE.ing.SECRETAIRE-ADMINISTRAT! VE Yolande GINGRAS REDACTRICE Madeleine G.LAMBERT COMITÉ CONSULTATIF DF RÉDACTION Adrien LEROUX, ing., directeur Raymond BARETTE, ing.Pierre BELLEAU, ing.G.-Réal BOUCHER, ing.Donald J.BRYANT, ing.Jean CHARTRAND.ing.Jean L CORNEILLE, ing.Jacques DEBROUX, ing.Josef HODE KEYSER, ing.Pierre La ROCHELLE, ing.Michel RIGAUD, ing.Jean-Charles TREMBLAY, biochim PUBLICITÉ JEAN SEGUIN & ASSOCIÉS INC Courtiers en publicité 3578, rue Masson, Montréal 405, Qué Téléphone : 729-4387 EDITEURS : L’Association des Diplômés de Polytechnique, en collaboration avec l’École Polytechnique de Montréal, la Faculté des Sciences de l’Université Laval et la Faculté des Sciences appliquées de l’Université de Sherbrooke.Publication mensuelle.— Imprimeur : Les Presses Elite.SEPTEMBRE 1972 NO 282 58e année ARTICLES 3 LES RÉSEAUX D'ORDINATEURS par : J.A.Schwarz da Silva, ing.et René Guindon, ing.Cet article explore la possibilité de créer un réseau d'ordinateurs reliant des universités canadiennes.Le fonctionnement d'un tel réseau utilisant comme principe de base la commutation de messages est décrit et les outils nécessaires à son analyse entrevus.C es techniques d'analyse, appliquées à deux types de réseaux (terrestre et hybride), permettent dobtenir la variation du temps de réponse d'un réseau en fonction du trafic total circulant sur ce dernier.11 LE PONT AKONOLINGA SUR LE NYONG République Fédérale du Cameroun par : André P.Verbrugge 19 LA CALORIMÉTRIE, UNE TECHNIQUE REDÉCOUVERTE par : Dr Carmel Jolicœur et Dr Jacques E.Desnoyers La calorimétrie, longtemps une technique artisanale et ardue, récupère avec vigueur une place de choix dans les laboratoires modernes.Les développements technologiques qui ont permis ce retour nous permettent maintenant d’envisager des méthodes d'investigation thermochimique dont l'utilité et l'utilisation seront comparables à des méthodes spécifiques telle la spec-troscopie d'absorption.L’avenir de la calorimétrie dynamique, en particulier, apparaît des plus prometteurs, non seulement en recherche scientifique, mais en analyse et contrôle industriel.RUBRIQUES 16 LE MOIS: Ingénieurs demandés — Nomination ABONNEMENTS : Canada — $5.00 par année Autres pays $6.00 27 ÉVÉNEMENTS A VENIR 28 RÉPERTOIRE DES ANNONCEURS DROITS D’AUTEURS : les auteurs des articles publiés dans L’INGÉNIEUR conservent l’entière responsabilité des théories ou des opinions émises par eux.Reproduction permise, avec menüon de source ; on voudra bien cependant faire tenir à la Rédaction un exemplaire de la publication dans laquelle paraîtront ces articles.— L’Engineering Index et Chemical Abstracts signalent les articles publiés dans L’INGÉNIEUR NDLR Nous prions tous ceux qui désirent collaborer à la revue de s'adresser à la rédaction pour connaître les normes de publication.NOI RE COUVERTURE Tirage certifié : membre de la Canadian Circulation Audit Bureau Représentation schématique d'un réseau hybride utilisant le satellite « ANIK ».ccab MWWKWW! L INGENIEUR SEPTEMBRE 1972 — 1 Chez nous, rien ne tombe à l’eau.La construction navale est un métier qui exige une grande précision, car un navire doit être une entité par lui-même.A 500 milles en mer, il est impossible d'appeler qui que ce soit pour effectuer des réparations.Nous ne pouvons donc compter que sur la qualité de nos propres produits.Notre longue expérience nous permet de fabriquer toute une gamme de produits à rendement sûr, des produits durables, qui sont utilisés dans des domaines autres que ceux de la navigation.Par exemple: des turbines géantes et des alternateurs pour les immenses centrales hydro-électriques canadiennes, des wagons de chemin de fer pour le Mexique et pour l’industrie minière.La haute qualité de nos produits n'est plus à prouver, qu'il s'agisse d'une grue géante ou de wagons spéciaux pour le transport de métal en fusion.Communiquez avec nous.Vous constaterez que chez nous, rien ne tombe à l’eau.HI Marine Industrie Ltée Montréal • Sorel (514) 849-2131 2—SEPTEMBRE 1972 L INGÉNIEUR LES RESEAUX D’ORDINATEURS par J.A.Schwarz da Silva, ing.et René Guindon, ing.Notes biographiques : Monsieur J.A.Schwarz da Silva — Après des études en genie électrique au niveau du baccalauréat (70) et maîtrise (71) à l’École Polytechnique de Montréal, l'auteur est entré au service du ministère des Communications où il participe à l'étude de réseaux depuis septembre 1971.Monsieur René (¦uindon reçut son B.Sc.A.(66) et son M.Sc.A.(68) en génie électrique de l'Université d’Ottawa.De 1968 à 1970, il travailla pour le ministère de la Défense nationale et pour le centre de recherche Bell-Northern èi Ottawa.Depuis août 1971, il œuvre au sein du ministère des Communications èi la planification de réseaux.DÉFINITION DES SYMBOLES UTILISÉS K nombre moyen de paquets dans un processus de POISSON (paquets sec) p longueur moyenne d’un paquet (bits/paquet) r délai moyen sur la voie « i » (sec/paquet) T délai total moyen sur tout le réseau (sec/ paquet) X 1 temps moyen de service d’un paquet sur la uC voie « i » (sec/paquet) C i i capacité de la voie « i » (bits/sec) h utilisation moyenne de la voie « i » (sans di- P\ ucT r i mensions) l nombre total de paquets entrant dans le réseau (paquets/sec) I.Introduction Vers le début des années ’60, un des premiers systèmes d’ordinateurs, fonctionnant en temps partagé, fut développé au M.I.T.(réf.1).Dans ce système, plusieurs terminaux utilisaient simultanément le même ordinateur ; le principe étant que l'usager typique au cours d’une conversation avec l’ordinateur n’avait pas besoin de toutes ses ressources.Ainsi, si l'usager typique prend 19 secondes pour générer un message qui requiert une seconde de calcul, approximativement 20 usagers peuvent simultanément partager les ressources de l’ordinateur sans trop d’interférence.Depuis lors, les systèmes d'ordinateurs à temps partagé se sont multipliés à travers l’Amérique du Nord.Une infinie variété de systèmes et types de service sont maintenant disponibles à un coût de plus en plus bas.Des universités et des laboratoires de recherche de grandes compagnies ont développé soit des programmes spécialisés, soit des banques de données, soit de nouveaux langages.Ces diverses ressources disponibles aux centres de calcul où elles ont été créées sont difficilement transférables.Il est cependant évident que cette multitude de ressources doit être mise à la disposition d’usagers situés ailleurs que dans ces centres de calcul.Pour répondre à ce besoin de la part des usagers, l'idée est née de créer des réseaux d’ordinateurs pour ainsi rendre possible un partage de ressources.Ceci représente sans doute le prochain grand événement dans l'usage rationnel des ordinateurs.Parmi les premiers réseaux d’ordinateurs à être créés figurent le réseau militaire « SAGE » (réf.2) et le réseau « SABRE » (réf.3) de la compagnie aérienne « American Airlines ».Plus récemment, d'autres réseaux tels que « N.P.L.» (réf.4), « ARPA » (réf.5) et « MERIT » (réf.6) sont apparus.La première tentative de création d'un réseau d'ordinateurs au Canada est due au « Council of Ontario Universities » (réf 7).Le but de ce dernier réseau est d'interconnecter les différentes universités situées dans la province d'Ontario pour ainsi mettre en commun des ressources éparpillées.En décembre 1970, une proposition visant à la création d’un réseau universitaire canadien fut adressée au ministère des Communications.Au mois de mars 1971, sous la coordination de l'Université du Québec, des études préliminaires étaient entreprises ayant en vue la création du réseau « CANUNET » (Canadian University Computing Network).L INGÉNIEUR SEPTEMBRE 1972 — 3 Une de ces études préliminaires, effectuée au sein du ministère des Communications, a porté sur l'analyse mathématique de plusieurs configurations possibles pour le réseau « CANUNET ».Les résultats de cette étude, qu’on peut trouver aux sections 3, 4 et 5, seront précédés (section 2) par une description du fonctionnement d’un réseau d’ordinateurs utilisant comme principe de base la commutation de messages et par un aperçu des techniques d’analyse employées.2.Description d’un réseau d’ordinateurs On peut grossièrement affirmer qu’un réseau d’ordinateurs n’est rien qu’un ensemble d’ordinateurs reliés par des canaux de communication sur lesquels circulent des messages.On définit un « nœud » comme étant l’ensemble formé par un ordinateur (HOTE) et par une unité de contrôle (U.C.).Lorsqu'un ordinateur HOTE a un message à transmettre, ce message est divisé en paquets (de longueur maximale imposée), chacun portant l’adresse de l'HOTE destinataire.Ces paquets sont alors envoyés à la première unité de contrôle (U.C.) qui en accepte un nombre fini 1 à la fois.Un à un ces paquets sont dirigés vers l'HOTE destinataire.Lorsqu'un paquet arrive à une unité de contrôle intermédiaire, celle-ci examine son contenu et, si aucune erreur n’est trouvée, le paquet est acheminé jusqu'à l'unité de contrôle suivante et un accusé de réception (ACK) est envoyé à l'unité de contrôle dont provenait le paquet.Celle-ci détruit alors la copie de ce paquet qu’elle avait gardée en mémoire.Si l’unité de contrôle découvre une erreur dans un paquet, elle le détruit tout simplement.L'unité de contrôle, dont provenait le paquet détruit, ne recevant pas de ACK pendant un certain laps de temps retransmet alors le même paquet.Comme un message peut être formé de plusieurs paquets, il est fort possible que ces paquets arrivent en désordre a 1 unité de contrôle reliée à l'HOTE destinataire.Ceci ne constitue pas un problème car les paquets étant numérotés, l'unité de contrôle, après réception du dernier paquet, les réordonne et les achemine vers l'HOTE destinataire.Le principe selon lequel le réseau, décrit précédemment, fonctionne est celui de la commutation de messages par opposition à la commutation de circuits.En effet, la commutation de messages apparaît comme la solution adéquate au problème de la transmission de données ; le délai subi par un message pour se rendre a destination étant négligeable (< 1 seconde).1 Dans le réseau « A RP A » (réf.16) l’unité île contrôle accepte jusqu'à S paquets à la fois.2.Le mot algorithme résulte de la corruption du nom du mathématicien arabe A! Khwarismi (IXe siècle) et signifie : procédé permettant de résoudre un problème en un nombre fini d'opérations.T Voir « Etude d'un réseau universitaire d'ordinateurs pour le Canada » par J.da Silva, IL Ciuindon, M.Kadoch — rapport préliminaire, ministère des Communications, OTTAWA, janvier 1972.2.1 Outils nécessaires à l'analyse d’un réseau d’ordinateurs Quel que soit le réseau que l'on étudie (réseau routier ou autre), plus particulièrement un réseau d’ordinateurs, il faut faire appel à la théorie des graphes et à la théorie des files d’attente.Un réseau d’ordinateurs n’étant qu’un graphe dont les sommets sont les centres de commutation ou unités de contrôle (U.C.), la théorie des graphes est l’outi! nécessaire à la détermination du chemin de valeur minimale (shortest path).En effet, dans un réseau, on veut normalement choisir, parmi les différents chemins menant d’un point A à un point B, le chemin de longueur minimale.Plusieurs algorithmes2 existent qui permettent de trouver le chemin de longueur minimale (voir exemple : Communication, Transmission and Transportation Networks par Frank et Frisch, Addison-Wesley 1971).Souvent aussi la valeur du flot maximal, c’est-à-dire la quantité maximale de messages, de marchandise, etc.que l’on peut transporter d’un point à un autre, sans excéder la capacité des canaux de communication (routes), doit être calculée.Ce problème a été résolu par Ford et Fulkerson (réf.8) et la solution est connue sous le nom de « Max-Flow-Min-Cut Theorem ».Il faut ensuite faire appel à la théorie des files d'attente car un réseau d’ordinateurs utilisant la commutation de messages est un système avec attente.En effet, comme des messages arrivent continuellement aux unités de contrôle, ils doivent attendre que ceux qui les ont précédés soient servis (on assume que tous les messages sont d’égale priorité), ce qui entraîne une attente.Dans les pages suivantes, le lecteur trouvera les éléments de la théorie des files d’attente nécessaires à l’établissement d'un modèle mathématique d'un réseau d'ordinateurs.2.2 Modèle mathématique d’un réseau (réf.9) Considérons un réseau tel que celui représenté à la figure 1.Chaque « nœud » du réseau est formé par une unité de contrôle (centre de commutation) et un ou plusieurs ordinateurs (HOTES).Plus spécifiquement, considérons le sous-réseau formé d’unités de contrôle et de canaux de communication.Des messages (paquets) circulant sur les canaux de communication arrivent aux unités de contrôle, sont servis après un certain laps de temps (le temps de service est proportionnel à la longueur du message) et partent ensuite vers d’autres unités de contrôle.À remarquer que du fait qu'une partie des messages est collectée sur place, la totalité des messages reçue par une unité de contrôle n’est pas renvoyée sur le réseau.L’hypothèse généralement acceptée considère le flux d’arrivées comme un processus de POISSON et la longueur des paquets comme ayant une distribution exponentielle de moyenne ^ P Ainsi : A(t) = 1 — e_xi‘ B(x) = 1 — e“ 1 3 4 - SEPTEMBRE 1972 L'INGÉNIEUR De plus, si les unités de contrôle servent un seul message à la fois, le système peut être représenté par un ensemble de files d'attente du type M M 1 .On peut alors trouver le délai subi par un paquet, dû au délai d’attente et de service sur le canal « i » représenté par le schéma qui suit.Soit : T = E ! délai d'attente et service sur la voie « i » ! 1 _ _ X t*C, 4 /.__1 uC.(2.1) 1 1 - P, T." "C1- ,, Une fois T.obtenu, le délai total moyen T est calculé.Représentant le taux total de messages qui entrent dans le réseau par y et incluant 1 milliseconde pour tenir compte du délai dans chaque unité de contrôle, l’expression suivante est obtenue : K 1 (T.+ 10 ) Y (2.2) Cette expression ne tient pas compte du fait que chaque fois qu’un paquet est reçu à une unité de contrôle celle-ci transmet un ACK à l’unité de contrôle d’où provenait le paquet et dont la longueur en bits est différente de celle du paquet.En effet, le temps qu'un paquet passe à attendre avant d’être servi dépend du trafic total (paquets et ACK) tandis que le temps de service requis dépend uniquement de la longueur du paquet.De plus, il faudra tenir compte du fait que le temps de propagation n’est pas toujours négligeable.La nouvelle expression obtenue pour T.est alors : 1 VpC.T.= u'C + „c + PL, + 10 (2.3) où : 1 , = longueur moyenne d’un paquet = longueur moyenne de l’ensemble paquet P et ACK PL.= délai de propagation sur la voie « i » 1 u'C = temPs moyen de service par paquet.4.Voir page A-12 de la référence 15.Les deux premiers termes de l’équation (2.3) s’obtiennent facilement à partir de l’équation de Pollaczek-Khinchin (réf.10).L’équation (2.3) est celle qui est utilisée pour calculer le délai total moyen rencontré par un message dans un réseau à commutation de messages.Ce paramètre constitue, sans aucun doute, la figure de mérite la plus importante de n’importe quel réseau d’ordinateurs du type décrit précédemment.3.Le réseau « CANLJNET » Dans les pages précédentes, le fonctionnement d'un réseau d'ordinateurs utilisant comme principe la commutation de messages a été décrit et les outils nécessaires à son analyse entrevus.Il convient maintenant, avant de présenter les résultats obtenus pour diverses configurations, de préciser pourquoi un réseau d'ordinateurs est avantageux pour le Canada et sur quelles hypothèses notre étude s’est basée.3.1 Pourquoi un réseau Le Conseil des Sciences du Canada, tel que souligné dans son rapport #13 (réf.11), estime que les besoins canadiens dans le domaine de la téléinformatique vont s’accroître et préconise la création d'une artère nationale qui servirait l’ensemble du Canada.Les bénéfices apportés par un réseau d’ordinateurs canadien sont variés et entre autres, on peut mentionner les suivants : • la qualité et la quantité des services d’informatique accessibles à tous les canadiens seraient largement améliorées.• la réalisation d'un tel réseau aiderait fortement l'industrie canadienne et empêcherait l’envahissement du marché canadien par les services d’informatique américains.Il est intéressant de noter que la plupart, sinon la totalité, des réseaux d’ordinateurs existants sont nés dans les universités.C’est en effet chez les universitaires que le besoin de services d’informatique sophistiqués est le plus pressant.Parmi les bénéfices qu’un réseau d'ordinateurs apporterait à la communauté universitaire figurent les suivants : — L’élimination de disparités, au niveau du revenu, parmi les centres de calculs des universités.— Une meilleure utilisation d’un ordinateur en rendant possible le partage de sa charge de pointe avec un ordinateur situé dans une autre zone horaire.— Le développement et l'entraînement du personnel nécessaire à la création de futurs réseaux nationaux.Un réseau universitaire fournirait le moyen idéal de recherche et développement dont la valeur serait cruciale pour de futurs réseaux.— Un haut degré d’efficacité serait atteint en permettant à certaines universités la spécialisation dans des types particuliers de services d’informatique, lesquels seraient disponibles à n’importe quelle autre université au pays.— Des banques de données hautement spécialisées, dont la duplication est très onéreuse, seraient accessibles à n’importe quelle université du réseau.L’INGÉNIEUR SEPTEMBRE 1972 — 5 Il convient, pour bien se rendre compte des bénéfices découlant de la création d'un réseau d'ordinateurs, de mentionner quelques types de services actuellement éparpillés dans les universités canadiennes.On trouve entre autres : 1.des services de bibliothèque (Université de Toronto, Université Laval, etc.) 2.des services légaux (Université Queen, Université de Montréal, etc.) 3.des services éducationnels (Université de l’Alberta, Université Simon Frazer, etc.) 4.des services administratifs (Université du Québec, Université Laval) 5.des services médicaux (Université du Manitoba.Université de Sherbrooke, etc.) 6.des services financiers (Université McGill).Du point de vue économique, un réseau universitaire entraînerait possiblement une réduction du coût de la transmission de données.À long terme, on peut entrevoir la possibilité de connecter le réseau « CANUNET » aux réseaux « ARPA » (États-Unis) et « NPL » (Angleterre), ce qui représenterait un bénéfice inestimable.3.2 Concept proposé Avant la création d'un réseau d'ordinateurs, il faut définir les contraintes auxquelles le réseau doit obéir.Entre autres, il faut : — que le réseau puisse accepter les différents types d'ordinateurs.La diversité des ordinateurs en présence entraîne la création de certaines règles de communication (réf.16-17).— que le mode d’opération du réseau soit tel que le raccordement à d’autres réseaux régionaux ou nationaux soit possible.que le temps de réponse du réseau soit inférieur a 1 seconde.À partir du moment où un usager envoie un message jusqu’à la réception d un accusé de réception (ACK), il ne doit s’écouler qu'un maximum de 1 seconde.Cette contrainte est essentielle pour une utilisation rationnelle du réseau en mode dialogué.que le principe de base de fonctionnement du réseau soit celui de la commutation de messages.En effet, dans l’état actuel de la technologie, le temps de réponse d’un réseau utilisant la commutation de circuits se chiffre en secondes.Cependant, la possibilité d’utiliser la commutation de circuits ne devrait pas être écartée car de nouveaux développements technologiques peuvent rendre celle-ci attrayante.3.3 Topologie du réseau Plusieurs configurations ont été envisagées pour le réseau « CANUNET » parmi lesquelles, celles de type « étoile », « boucle » et « maille ».Le premier type de configuration a été écarté 5./.(' coût de transmission d'un Megabit d’information dans le réseau « ARPA » se situe autour de 30 cents.Un Megabit d’information équivaut approximativement au contenu de 100 feuilles dactylographiées 8rj” X 11” 6.Ces valeurs sont sensiblement égales à celles utilisées dans le réseau « ARPA ».pour des raisons évidentes.En effet, dans une configuration « étoile » tous les ordinateurs sont reliés à un unique centre de commutation, ce qui entraîne un arrêt complet du réseau lorsque l'unique centre de commutation fait défaut.Le deuxième type de configuration a été aussi abandonné pour des raisons similaires aux précédentes.Il restait finalement la configuration du type « maille » aussi appelée topologie distribuée.Dans ce genre de configuration, plusieurs canaux de communication existent entre les différents « nœuds ».Pour des raisons de fiabilité, un minimum de deux chemins doit exister entre chaque paire de « nœuds ».Malgré cette dernière restriction, d'innombrables configurations sont encore possibles.Le choix doit donc être dicté à partir de considérations d’ordre économique, en tenant compte du temps de réponse imposé.3.4 Sélection des universités À ce stade-ci de l'étude du réseau « CANUNET », il était impossible de savoir quelles universités allaient participer au réseau initial.Ainsi le choix des universités participantes a été fait arbitrairement en considérant au moins une université par province.Comme indiqué précédemment, chaque « nœud » est formé d'une unité de contrôle et d'une ou plusieurs universités.L'avantage de consacrer une seule unité de contrôle à plusieurs universités réside dans le fait que d’autres universités peuvent être ajoutées au réseau sans pour cela changer sa topologie.3.5 Simulation du trafic Il est difficile, sinon impossible, d’évaluer le trafic futur du réseau « CANUNET », étant donné le nombre d’inconnues en jeu.Pour contourner cette difficulté, on a supposé que le trafic émanant d’une unité de contrôle et adressé à une autre unité de contrôle était proportionnel au nombre d’étudiants à plein temps des universités reliées à ces unités de contrôle.Ainsi, le trafic en bits par seconde émanant de l’unité de contrôle « i » et adressé à l'unité de contrôle « j » est donné par : où : — Pi et Pj représentent le nombre d’étudiants à « i » et à « j », — k est une constante qui peut être variée dans le but de simuler différents niveaux de trafic, — n est le nombre d’unités de contrôle considéré, — tj.j représente le trafic en bits par seconde, allant de « i » à « j ».Le trafic circulant dans le réseau est constitué de messages subdivisés en « paquets » de longueur maximale égale à 1024 bits.La longueur moyenne d’un paquet a été fixée à 640 bits5 6.Comme précédemment décrit, lorsqu’une unité de contrôle reçoit un paquet ne contenant aucune erreur, elle transmet à l’unité de contrôle, dont provenait le paquet, un accusé de réception (ACK pour acknowledgement) d’une longueur constante de 160 bits6.6 __ SEPTEMBRE 1972 L’INGÉNIEUR 3.6 Acheminement des messages Deux principales méthodes existent pour acheminer des messages.Dans la première méthode, dite d’acheminement fixe, les messages empruntent toujours les mêmes voies de communication pour se rendre de « i » vers « j ».Le désavantage de cette méthode réside dans le fait que la congestion d'un canal de communication à un moment donné est inévitable.La deuxième méthode d’acheminement, dite d’acheminement dynamique, réduit la congestion car toute unité de contrôle tient les unités de contrôle voisines au courant de son état.Ainsi, les paquets allant de « i » à « j » ne prennent pas toujours la même route.Notons que la congestion d’une unité de contrôle peut avoir pour effet d’obliger la retransmission répétée d'un paquet.En effet, une unité de contrôle possède un certain nombre de locations de mémoire, chacune pouvant contenir un seul paquet.Un 7.Pour de plus amples détails sur ces configurations et sur d'autres configurations, le lecteur est prié de consulter le rapport « Topological Analysis and Design of C AN UN ET * par J.de Me reado, R.Guindon, J.da Silva et M.Kadoch, Department of Communications, Terrestrial Planning Branch, January 1972.paquet arrivant à une unité de contrôle dont toutes les locations de mémoire sont remplies ne pourra pas être accepté et sera donc perdu.Pour faciliter la programmation, la première méthode a été utilisée dans le programme servant à la simulation du réseau « CANUNET ».4.Réseaux terrestres pour « CANUNET » Dans cette partie de l'étude deux configurations possibles pour le réseau « CANUNET » ont été analysées.Ces deux configurations, de 18 unités de contrôle chacune, ont été choisies dans le but de démontrer les avantages d’une topologie double (double dans le sens qu’il y a un minimum de deux routes entre chaque paire d'unités de contrôle) par rapport à une topologie simple (un seul chemin entre deux unités de contrôle).Pour chaque réseau, on inclut la topologie et un graphique représentant la variation du délai total moyen subi par un paquet, en fonction du nombre total de bits par seconde entrant dans le réseau, pour des canaux de communication de 9.6 kb/s et 50 kb/s.Le modèle utilisé pour l'obtention de ces résultats est le modèle mathématique décrit précédemment.RFSFAU 1 LÉGENDE 1.VANCOUVER 12.WINDSOR 2.CALGARY 13.MONTRÉAL 3.EDMONTON 14.QUÉBEC 4.REGINA 15.FREDERICTON 5.SASKATOON 16.MONCTON 6.WINNIPEG 17.CHARLOTTETOWN 7.OTTAWA 18.HALIFAX 8.TORONTO 9.WATERLOO • U.C.(Unité de Contrôle) 10.KINGSTON 11.HAMILTON ¦ Université INPUT TOTAL (kb/s) L INGÉNIEUR SEPTEMBRE 1972 — 7 RÉSEAU 2 s I LGFNDI 1.VANCOUVER 12.WINDSOR s CAI GARY 13.MONTRÉAL 3.EDMONTON 14.QUÉBEC 4.REGINA 15.FREDERICTON 5, SASKATOON 16.MONCTON 6.WINNIPEG 17.CHARLOTTETOWN 7 OTTAWA 18.HALIFAX 8.TORONTO 9.WATERLOO • U.C.(Unité de Contrôle) 10.KINGSTON 1 1.HAMILTON ¦ Université INPUT TOTAL (kb.s) 5.Réseaux hybrides pour « CANUNET » Après avoir analysé deux réseaux terrestres possibles pour « CANUNET », on décrit maintenant les résultats obtenus lorsque l’utilisation du satellite « ANIK » est envisagée.Le satellite « ANIK », dont l’opération commerciale est prévue pour janvier 1973, a une capacité de 12 canaux RF.Chaque canal RF peut transporter jusqu’à 60 Mb s ou 960 canaux de voix unidirectionnels, dépendant du type de modulation et du type de station terrienne utilisée \ Aussi, chaque canal RF peut-il accommoder jusqu'à 70 porteuses d'une capacité de 50 kb/s ou 140 porteuses d'une capacité de 9.6 kb s.Dans les configurations choisies, à chaque station terrienne serait assigné un canal de 50 kb 's possédant une seule fréquence émettrice.D'autre part, chaque station terrienne serait équipée de façon à pouvoir capter toutes les fréquences émises 8.Une description détaillée du satellite ANIK peut être trouvée dans « Communications Capability of the Canadian Domestic Satellite System » par J.Almond et R.M.Lester, I.C.C.Conference Paper, June 1971.9.Le lecteur pourra trouver les résultats obtenus pour d'autres configurations dans « Topological Analysis of CA-\’U N ET » par J.de Mercado.R.Guindon, J.da Silva et M.Kadoch, Department of Communications, Terrestrial Planning Hr., March 1972.par les autres stations terriennes.Les deux topologies illustrées contiennent chacune 10 unités de contrôle et 5 stations terriennes ".Comme précédemment, pour chaque topologie, un graphique représentant le délai total moyen en fonction du nombre total de bits par seconde entrant dans le réseau, pour des canaux terrestres de 9.6 kb 7s et 50 kb s, a été indu.Les canaux reliant le satellite aux stations terriennes sont des canaux de 50 kb/s.6.Conclusions L’analyse d’un réseau d’ordinateurs à laquelle nous avons procédé à la section 2 nous a permis d’étudier quatre réseaux types, deux étant des réseaux terrestres et les deux autres des réseaux hybrides.En comparant les résultats obtenus pour les réseaux 1 et 2, on remarque que non seulement le délai rencontré par un message est plus faible pour un même niveau de trafic dans le réseau 2, mais aussi que la capacité totale du réseau 1 est inférieure à celle du réseau 2, quelle que soit la capacité des canaux de communication utilisée.Ceci s’explique facilement en observant que dans le réseau 1 un message traverse en moyenne plus d’unités de contrôle que dans le réseau 2.Aussi, dans le réseau 1 la congestion des canaux de communication est-elle atteinte beaucoup 8- SEPTEMBRE 1972 L’INGÉNIEUR RESEAU 3 LEGENDE 1.VANCOUVER 2.LAKE COW IC H AN V ANIK 4 HUGGETT 5.EDMONTON 6.GRAND BEACH 7.WINNIPEG 8.SASKATOON 9.AI I AN PARK 10.WATERLOO 11.TORONTO 12 OTTAWA 13.MONTREAL 14.QUÉBEC 15.HALIFAX 16 HARRIETSFIELD • U.C.(Unité de Contrôle) A Station Terrienne INPUT TOTAL (kb/s) RESEAU 4 LECiENDE 1.VANCOUVER 11.TORONTO 2.LAKE COWICHAN 12.OTTAWA 3.ANIK 13.MONTREAL 4.HUGGETT 14.QUÉBEC 5.EDMONTON 15.HALIFAX 6.GRAND BEACH 16.HARRIETSFIELD 7.8.WINNIPEG SASKATOON • U.C.(Unité de Contrôle) y.10.ALLAN PARK WATERLOO A Station Terrienne INPUT TOTAL (kb/s) sc */• plus rapidement que dans le réseau 2, ce qui entraîne des délais plus élevés.Il faut noter que par un choix dynamique des routes à suivre par un paquet, on pourrait réduire considérablement les délais obtenus dans les deux cas.Mentionnons aussi que le choix du réseau approprié doit être fait en tenant compte non seulement de son coût mais aussi de sa capacité totale.Ainsi, bien que le coût du réseau 1 soit inférieur au réseau 2, la capacité de ce dernier est beaucoup plus élevée.Le même type de considérations s’applique aux réseaux hybrides 3 et 4.La différence majeure entre 10.Cette valeur dépend de la position du satellite et de la localisation des stations terriennes et varie entre 250 et 270 ms.les réseaux terrestres et hybrides réside dans le fait que le délai minimum subi par un message est plus élevé pour ces derniers.Ceci s’explique par le fait que le satellite étant situé à environ 22 300 milles de la terre, le temps de propagation d’un message, empruntant une route passant par ce dernier, est de 260 ms 10.Bien que la capacité des réseaux 3 et 4 n’excède pas 300 kb/s les avantages découlant de l’utilisation d'un satellite sont considérables.En effet, la topologie du réseau peut être variée assez facilement, ce qui permet un usage plus efficace du réseau.D’autre part, pour accroître le nombre d’interconnections possibles, il suffit d’ajouter aux stations terriennes en jeu le nombre d’émetteurs et de récepteurs requis.¦ L'INGENIEUR SEPTEMBRE 1972 — 9 RÉFERENCES Ref 1 : F.J CORBATO, M DAGGETT and R.C.DALEY — « An Experimental Time-Sharing System » ; Proceedings of S.J.C.C., pp.335-344, May 1962.Ref 2: R R EVERETT, C.A.ZRAKET and H.D.BEN INGTON S IGi \ 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Analytic and Simulation Methods in Computer Network Design » ; Proceedings of S.J.C .C., AEIPS Press, pp.569-580, 1970.Réf 11 : CONSEIL DES SCIENCES DU CANADA — « Un réseau Transcanadien de Téléinformatique » : Rapport # 13, août 1971.Réf.12 : J.DE MERCADO, R.GUINDON, J.DA SILVA and M.KADOCH — « Topological Analysis and Design of CAN U N ET » ; Department of Communications.Terrestrial Planning Branch.OTTAWA, January 1972.Réf.13 : J.ALMON and R.M.LESTER — « Communica-tions Capability of the Canadian Domestic Satellite System » ; I.C.C.Conference Paper, June 1971.Ref.14 : J.DE MERCADO, R.GUINDON, J.DA SILVA and M.KADOCH — « Topological Analysis of CANUNET » ; Department of Communications, Terrestrial Planning Branch, March 1972.Réf.15 : J.DA SILVA, R.GUINDON and M.KADOCH — « Étude d’un réseau d’ordinateurs pour le Canada » ; Rapport préliminaire.Ministère des Communications, Ottawa, janvier 1972.Réf 16: R E.KAHN and W.R.CROWTHER — « Flow Control in a Resource-Sharing Computer Network » : Second ACM Symposium on Problems in the Optimization of Data Communication Systems ; pp.108-116, 1971.Réf.17 : D.A.TWYVER, J.F.HOGG and W.DETT-WII.ER — « A Network Design for CANUNET » ; The Univ.of British Columbia Computing Center, March 1972.BIBLIOGRAPHIE T.L.SAATY — « Elements of Queueing Theory » ; McGraw-Hill Book Company, 1961.D.R.COX and W.L.SMITH — « Queues » ; Methuens Monographs on Applied Probability and Statistics, 1961.1 KLEINROCK — « Message Switching Networks: Tools and Applications » ; Cours professé au C.R.C., Shirley Bay, 20 sept, au Ier oct.1971.L.KLEINROCK — « Communication Nets; Stochastic Message Flow and Delax » ; McGraw-Hill Book Company, 1964.H.FRANK and I.T.FRISCH — « Communication, Transmission and Transportation Networks » ; Addison-Wesley Publishing Co.1971.REMERCIEMENTS Les auteurs du présent article remercient M.Michel Ka-doch, responsable en grande partie du programme de simulation de « CANUNET », de sa collaboration.NOTE Cet article contient une étude des problèmes que pose un reseau d’ordinateurs à ce qui a trait à son analyse mathématique.H ne reflète en aucune façon les objectifs et les plans du ministère des Communications et est publié uniquement à titre d'information.COMPAGNIE NATIONALE DE FORAGE ET SONDAGE INC.[~I«i Éa S'ociéi* LALONDE, VALOIS, LAMARRE, VALOIS 8 ASSOCIÉS (1937) 615, rue Belmont, Montréal 101 INGÉNIEURS-CONSEILS Spécialistes en Géotechnique Sondages et forages ; ¦ \ Essais en laboratoire ; LV Rapports complets et recommandations.615 RUE BELMONT MONTREAL 10 1 Tél.: 866-2433 10 —SEPTEMBRE 1972 L’INGÉNIEUR LE PONT AKONOLINGA SUR LE NYONG République Fédérale du Cameroun par André P.Verbrugge Le projet Akonolinga s'établit dans le cadre de la campagne de coopération canadienne avec les pays en voie de développement par l'entremise de l’Agence canadienne de développement international (ACDI).Ingénieurs et Conseillers en Planification : Beauchemin — Beaton — Lapointe Inc.Coordonnateur du projet au Canada : M.Yvon Legendre, ingénieur, diplômé de l’École Polytechnique de Lausanne (Suisse) en 1964, option génie civil.M.Legendre a la responsabilité du service de la structure de la firme Beauchemin-Beaton-Lapointe.Responsable au Cameroun de la réalisation et de l'exécution du projet : M.Jean-Luc Allary, ingénieur, diplômé de l’École Polytechnique de Montréal en 1963, option génie civil.M.Allary a présentement la responsabilité du bureau de Beauchemin-Beaton-Lapointe pour la région de Hull.Québec.Le fleuve Nyong a dévoré deux ponts en bois, emportés par les îlots flottants de grandes dimensions, avant qu'il fût décidé de la construction du pont en acier.La construction d'un pont solide et durable, dont les obstacles flottants dans le fleuve n'auraient eu raison, a occasionné beaucoup d'études et de calculs de grande précision.Ces corps flottants, dans le fleuve Nyong.sont une de ses particularités et ils sont constitués d'amoncellements flottants de terre et de matières organiques.Ils représentent un danger permanent pour toute structure conventionnelle.C'est alors que l'Agence canadienne pour le développement international confia à la firme d'ingénieurs et conseillers en planification, Beauchemin-Beaton-Lapointe, l'étude du pont d'Akonolinga.Yaoundé, capitale de la République Fédérale du Cameroun, se trouve à 80 milles à l'ouest d'Akonolinga.Un pont sur le fleuve est une nécessité absolue pour relier le centre d’une région riche en produits agricoles à la route principale, conduisant a la capitale, tout en créant la possibilité de l'implantation d'un important réseau de communications à travers la région.La partie sud d'Akonolinga possède d'importantes plantations de cacao, d’huile de palme, de graines de palmier et de café.Ces produits s'écoulent sur le marché de Yaoundé.Les ingénieurs et techniciens de la firme Beauchemin-Beaton-Lapointe.dépêchés sur place, ont.après études, constaté que ces îlots flottants resteraient une menace permanente pour tout pont supporté par des piliers dans la rivière, soit en créant des charges renversantes importantes, soit en causant des inondations.Choix du pont en arc T , ^ ' , Des critères de base s'imposaient dès le début : la nécessité de considérer une structure ne reposant que sur les deux rives du fleuve, sans pilier intermédiaire, obstacle dangereux aux îlots flottants.De plus, il fallait une construction légère pour pouvoir minimiser les frais de transport, car une grande partie du matériel devait venir directement du Canada.Notre choix s'est donc arrêté sur un pont en acier, d'une seule portée, un pont en arc à tirant.L'INGENIEUR SEPTEMBRE 1972 —11 Description generale du pont a) Superstructure La structure de ce pont à deux voies a une portée de 280 pieds.La largeur utile totale est de 36' 6", comprenant deux voies des 11' 6" chacune et deux trottoirs de 5' 9" chacun.L'arc a une forme parabolique avec une flèche de 51 pieds à la clé.La poutre-maîtresse, formant tirant, a la forme d'une parabole très surbaissée de façon à épouser le profil de la route.Les profils de l'arc et de la poutre-maîtresse sont constants sur toute la longueur, de façon à avoir une apparence uniforme.L'arc est constitué d'une poutre-caisson, de 3' 6" de hauteur et de 2' 3" de largeur, formée de plaques soudées entre elles dont les épaisseurs varient cependant selon les exigences des contraintes dues aux efforts.La poutre-maîtresse supportant le tablier a une hauteur de 4' IVi " et les semelles ont une largeur de I' 6".L'arc et la poutre-tirant sont reliés entre eux par l’intermédiaire de tiges de suspension de 3Vi" de diamètre.Un tablier de béton de 6*4" est coulé sur des poutrelles secondaires, le tout adéquatement contreventé.À cause des conditions locales, de l'acier à haute résistance (grande résistance à la corrosion du type A.S.T.M.242) fut employé.b) Infrastructure Cette superstructure repose sur des culées, en béton armé du type caisson, qui furent enfoncées jusqu'au roc sur les deux rives.Méthodes de calcul Il y a différentes façons de calculer un pont en arc à tirant, selon qu'on veut aborder le problème technique d'une façon simple ou d'une façon rigoureuse.Une manière satisfaisante de traiter ce problème est de considérer l'arc comme l’élément porteur du système résistant aux moments de flexion et aux efforts de compression, pour que la poutre-maîtresse, supportant le tablier, absorbe uniquement la poussée horizontale.C’est une méthode de calcul semblable à celle pour un arc à deux articulations, sauf que dans ce cas, l'élongation de la poutre-tirant est prise en considération.Une telle méthode, si valable soit-elle, n'est pas économique.Et ce que nous désirions, c'était d'avoir une structure économique, tout en ne sacrifiant rien à l’esthétique.Nous avons alors eu à considérer la méthode préconisant la solidarité de l’arc et du tablier.Ce genre de construction est hautement hypersta-tique.Quand l'arc se déforme sous l'action de la surcharge, il entraîne le tablier dans sa déformation par l'intermédiaire des tiges de suspension, phénomène d’interaction.Comme nous avions l'intention d’utiliser la calculatrice électronique pour cette étude, il fallait considérer le système suivant : l'arc, les tiges de suspension, la poutre-tirant formant un système de cadres à deux dimensions.L’arc a été assimilé à des éléments de droite joignant le point de concours de l'axe de l’arc et des tiges de suspension, et de même pour l'intersection de la poutre-maîtresse et des tiges de suspension.Les calculs préliminaires ont été faits à la main, en utilisant les méthodes classiques et les calculs finals complets (contraintes et déformation) furent faits par l’ordinatrice IBM 1130 « Stress program ».Les résultats nous ont montré une concordance entre les deux méthodes de calcul, à cette différence que la calculatrice électronique nous a permis d’obtenir des données sur les efforts, extrêmement précises, et, par là, de réaliser une économie appréciable.Construction Le contrat de la superstructure d'acier fut accordé à la compagnie Canron Limited de Toronto.Cette compagnie se chargea de la fabrication, du transport et de l'érection de la structure d’acier.Le contrat des ouvrages en béton fut accordé à des compagnies camerounaises.Le transport des matériaux venant du Canada, tels que ciment, armatures, etc., s'est fait par bateau du Canada au port de Douala au Cameroun.Et de là, les autorités camerounaises ont organisé le transport par train jusqu'à la capitale Yaoundé, et par camion ensuite jusqu’à Akonolinga.La firme Beauchemin-Bea-ton-Lapointe, étant responsable du projet et ayant la gestion et la surveillance de son ensemble, a évidemment dû pourvoir aux facilités et à la réalisation du transport de l'outillage et des matériaux venant du Canada.La construction des culées, y compris les excavations et remblais, dura environ sept (7) mois.Les culées proprement dites reposent sur des caissons en béton armé munis de couteaux d'acier à leur base.Ces caissons s'enfonçaient jusqu’au roc, par gravité, cela en excavant le sol à l'intérieur et, au besoin, en dynamitant d’anciennes fondations de ponts.Ensuite, ils furent remplis de béton.Une fois que les culées furent construites, la compagnie Canron avec l'aide d'ouvriers camerounais et canadiens entreprit le travail d’érection de la superstructure d'acier.La méthode consistait à installer des supports temporaires dans la rivière.Ces supports, genre caisson, formés d'un entrecroisement de madriers de bois de 12" x 12", étaient ensuite remplis de sacs de sable et gravier pour ne pas être emportés en cours de construction.On pouvait alors installer, étape par étape, les poutres du tablier, ensuite l'arc et les tiges de suspension, cela à l’aide d’une grue d'environ 30 tonnes qui se déplaçait sur un tablier de bois, à même les poutres-tirant.L'un des obstacles qu'il fallait surmonter durant la construction fut d’empêcher que les îlots flottants, charriés par le fleuve Nyong, n’emportent les supports temporaires.Il fut décidé, après études, de placer à travers la rivière des billes de bois de grand diamètre retenues à l'aide de câbles pour former une estacade.L’on formait ainsi un barrage qui arrêtait les îlots flottants et permettait aux ouvriers sur place de les découper ou de les dévier.Le travail d'érection de la superstructure d'acier, proprement dite, dura environ trois (3) mois.12 —SEPTEMBRE 1972 L’INGENIEUR JaStèm Considérations générales Le matériel strictement pour la construction du pont d'Akonolinga et provenant directement du Canada se répartit comme suit : Ciment 674,000 livres Acier d’armature 122,000 livres Mortier à retrait nul 2,000 livres Couteau pour les caissons (culées) 32,500 livres Le pont sur la rivière Nyong n'est pas un pont conventionnel.C’est un pont très léger, comparativement au système de structure employé en mettant en valeur le poids total de l'acier utilisé.Seul un calcul rigoureux des données pouvait permettre une réalisation d'une telle envergure.Quant au poids de l'acier de la structure, il s’élève à 260 tonnes, ce qui fait un poids d'acier de 48 livres par pied carré de surface, qui peut être considéré comme très léger, tandis que le pont supporte une charge maximale de H25-S20 soit 45 tonnes.Bien entendu, toute construction de pont nécessite un réaménagement du site.C'est ainsi que les autorités camerounaises entreprirent la réalisation de nouvelles voies d'approche, la construction de ponceaux, de petites digues, etc.En outre, en prévision de crues importantes qui pourraient se produire dans l’avenir et à cause de l’érosion naturelle des berges, il fallait protéger les abords des culées.À cet effet, des murs de gabions furent installés le long de la rive.Le parachèvement de la construction du pont d'Akonolinga s'est terminé par la pose d'un tablier de béton et des garde-corps.B • ÉTUDES GÉOTECHNIQUES RECOMMANDATIONS ET CHOIX DE FONDATION • CONTRÔLE ET SURVEILLANCE BÉTON DE CIMENT BÉTON BITUMINEUX • CONTRÔLE DE LA COMPACTION 8594, LAFRENAIE, MONTRÉAL 458, (514) 325-3040 335, ST-HUBERT JONQUIÉRE, (418) 542-2927 2560 CHEMIN STE FO Y, C P.220, QUÉBEC 10, (418) 653-8704 LABORATOIRE D’INSPECTION ET D'ESSAIS INC.TESTS DE FONDATION INC 435 BOULEVARD DÉCARIE, MONTRÉAL 379 TÉL.: 744-2866 12e année à votre service SONDAGES CONTRÔLE MATERIAUX DIVISION DES SERVICES PROFESSIONNELS WARNOCK HERSEY INTERNATIONAL LIMITED Services de consultation Technique des sols • Expertises Métallurgie et analyses minéralogiques Essais chimiques et physiques Études économiques et des marchés Vancouver • Calgary • Edmonton • Regina • Winnipeg Hamilton • Toronto • Montréal • Saint John • Halifax Bureaux à l'étranger: Antilles, Amérique central et Amérique du Sud L'INGÉNIEUR SEPTEMBRE 1972— 13 MS.M 8K-., $fc aSFC^p IU4+4 III|iiiii*< sa1*!» iitt'iiii».__ RHaKjKüb«uK