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Ce travail de thèse s’intéresse à la fiabilisation du diagnostic de corrosion des ouvrages en béton armé situés en milieu maritime. Dans le cadre du projet DéCoF-Ré, un ensemble de mesures non destructives a été réalisé sur plusieurs piles du pont de l'île de Ré et notamment des mesures de potentiel de corrosion de l'armature et de résistivité électrique du béton. La fiabilisation a, tout d'abord, porté sur le protocole de mesure sur site, puis sur l'interprétation des données mesurées, notamment en fonction des facteurs influant la mesure. Les résultats montrent que, dans le cas des ouvrages en milieu maritime, les interprétations en fonction des textes et recommandations actuellement disponibles dans la littérature, largement utilisés pour des structures exposées au milieu atmosphérique, peuvent conduire à des conclusions erronées indiquant un état de dégradation alarmiste. En effet, le phénomène de marnage peut induire des milieux privés d'oxygène pour lesquels les mesures concluent à la présence de zones « à risque » qui ne résultent pas forcément de la corrosion des armatures. A partir d’une vaste campagne expérimentale sur l'ouvrage, l'influence de la phase de la marée (montante ou descendante), du phénomène de marnage et de la saisonnalité sur les mesures ont été étudiés et quantifiés. En retranchant ces effets environnementaux et temporels aux données brutes, l’interprétation du diagnostic de corrosion a été fiabilisée. Ceci a été conforté et validé par des autopsies (essais destructifs), révélant l’état réel de corrosion des armatures. Enfin, une hiérarchisation des zones à réparer en priorité a été effectuée en utilisant des outils d’aide à la décision. / This thesis work aims at studying the reliability of the corrosion diagnosis of reinforced concrete structures located in coastal marine environment. As part of the Project DéCoF-Ré, several non-destructive measurements were carried out on the piers of the Ré bridge in France, including half-cell potentials of the reinforcement and electrical resistivities of the concrete. The reliability firstly focused on the on-site measurement protocol and, secondly, on the interpretation of the measured data, in particular according to factors influencing the measurement. The results showed that in the case of marine structures, interpretations based on texts or recommendations available in the literature, widely used for structures exposed to atmospheric environment, may lead to erroneous conclusions indicating an overestimated degradation of the structure. Indeed, the tidal phenomenon may induce areas without oxygen for which the measurements concluded the presence of “at risk” zones that did not necessarily resulted from the corrosion of the reinforcements. Based on a major experimental campaign performed on the structure, the influence of the tide (high or low), the tidal and the seasons on the measurements was studied and quantified. By subtracting these environmental and time effects to raw data, interpretation of the corrosion diagnosis has been improved a made more reliable. This was confirmed and validated by autopsies (destructive tests), revealing the real state of corrosion of the reinforcements. Finally, a prioritization of the zones to be repaired was suggested using management's tools.

Dans ce travail, l'auteur s'intéresse à la machine asynchrone à rotor bobiné alimentée par deux convertisseurs, l'un au stator et l'autre au rotor. La stratégie de commande développée est basée sur un contrôle vectoriel avec une orientation du flux rotorique, avec une loi de répartition de puissances actives entre le stator et le rotor. Cette loi de répartition de puissance donne lieu à une relation entre la pulsation des grandeurs statoriques et la pulsation des grandeurs rotoriques qui permet d'optimiser le dimensionnement de chaque convertisseur. Une commande sans capteur de vitesse ou de position est développée. La compensation du couple de charge permet d'assurer de bonnes performances avec une bonne robustesse vis-à-vis des variations paramétriques de la machine. L'étude de la reconfiguration du mode de fonctionnement de la MADA face à des défauts au niveau des onduleurs de tension, permet de dégager un avantage majeur de cette machine. En effet, la double alimentation permet d'éliminer l'onduleur défaillant et de fonctionner avec un seul onduleur. Les résultats de simulation présentés témoignent des bonnes performances de cette machine en présence de tels défauts.

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le prototypage virtuel 3D des composants électromagnétiques d’électronique de puissance, par la technique des éléments finis. La démarche correspond à la volonté de disposer d’outils de simulation multiphysiques 3D toujours plusperformants, notamment dans le contexte de l’intégration en électronique de puissance. Il s’agit de mettre au point des méthodes et desprocédures adaptées à la caractérisation d’inductances, de transformateurs ou de coupleurs multiphasés haute fréquence, dans unenvironnement de conversion statique, avec des formes d’onde de tension et de courant non sinusoïdales. Cela nécessite de connaître le comportement harmonique des composants électromagnétiques sur une large gamme de fréquence, et de tenir compte des spécificités de réalisation comme l’utilisation de bobinages en technologie feuillard ou planar et de noyaux magnétiques en matériaux ferrite. Dans le premier chapitre de ce mémoire, une analyse des limitations actuelles des modèles analytiques et numériques des composants magnétiques HF en électronique de puissance est faite afin de définir les besoins les plus importants qui seront par la suite abordés. Dans cette optique, le choix de la plateforme ouverte de simulation multiphysique en 3D, par éléments finis, COMSOL Multiphysics, a été fait. En effet, l’objectif ici n’est pas de développer un nouveau code de calcul mais de mettre au point un outil de simulation adapté aux problématiques rencontrées en électronique de puissance. Le deuxième chapitre aborde le point très important de la détermination des pertes cuivre HF en tenant compte des effets fréquentiels tels que les effets de peau et de proximité. La problématique des bobinages feuillards ou planars est résolue par l’utilisation d’éléments coques spécifiques. Le troisième chapitre traite de la détermination despertes fer, à haut niveau d’excitation et pour des formes d’onde de champ non sinusoïdales. Sur la base d’abaques de densités de pertesfournies par les constructeurs de matériaux, deux méthodes de calcul sont proposées, l’une en cours de traitement et l’autre en posttraitement. La prise en compte de la non-linéarité est analysée ainsi que la problématique de l’existence localisée de champs tournants. Le quatrième chapitre aborde l’extraction virtuelle des paramètres électriques des composants électromagnétiques multiphasés et la définition de matrices d’impédances (inductances et résistances propres et mutuelles), en fonction de la fréquence. A l’exception des pertes fer non prise en compte ici, cette formalisation permet de traduire finement le comportement harmonique large bande des composants multiphasés. Finalement, le cinquième chapitre propose trois exemples d’utilisation de ce nouvel outil. Le premier exemple aborde ledimensionnement optimal et la caractérisation virtuelle d’un coupleur triphasé de forte puissance. Le deuxième exemple montre l’intérêt dela modélisation harmonique sous la forme de matrices impédances pour simuler le comportement d’un coupleur hexaphasé in-situ dans unconvertisseur de puissance. Enfin le troisième exemple montre la possibilité de lancer des campagnes d’études paramétriques automatisées pour étudier l’évolution d’un ou plusieurs paramètres dimensionnant afin de calculer des tables de réponses d’aide au dimensionnement.

In this work, reactive unsteady three-dimensional numerical simulations of a Chemical Looping Combustion (CLC) plant are performed. The plant is a 120 kWth pilot working with Ca-Mn-based material as selected oxygen carrier. Numerical simulations are performed by NEPTUNE_CFD code using an Euler-Euler approach which computes both the gas and the solid phases in an Eulerian fashion accounting for specific closures in order to model interphase mass, momentum and energy transfers. Reduction and oxidation heterogeneous (i.e. gas-solid) reactions are modeled by means of a grain model (shrinking core model in the grain) accounting for both the competing mechanisms of chemical reaction at the particle internal surface and gaseous diffusion through the product layer. Results from numerical simulations are validated against experimental measurements and analyzed in order to gain insight in the local behaviour of the reactive gas-particle flow in the CLC system. The theoretical/numerical tool developed in this work will be used for design upgrade recommendation in the stage of scaling-up from pilot to industrial facilities.

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Le travail effectué pour ce projet avait pour objectif la réalisation de tiges microscopiques suspendues dans le but de les utiliser ultérieurement pour la fabrication d'un micromoteur MEMS nouveau genre. Cette recherche visait aussi à fonder les bases de la réalisation de microsystèmes mécaniques à l'Université de Sherbrooke pour réaliser, dans un futur proche, une panoplie de microdispositifs. Une nouvelle géométrie de moteur électrostatique a été présentée ainsi que ses différents modes de fonctionnements. Plusieurs méthodes de fabrication ont été montrées pour la réalisation de tiges suspendues avec leurs avantages et inconvénients. La caractérisation de plusieurs résines photosensibles a été faite dont la SU8. Des électrodépositions de nickel ont été faites avec un grand taux de déposition, une précontrainte contrôlable ainsi qu'une température de déposition très faible. Des tiges suspendues faites de nickel électrodéposé ont été fabriquées avec succès. La méthode développée permet de réaliser des microstructures mobiles en peu d'étapes tout en évitant les problèmes reliés à la stiction. Ces tiges ont ensuite été fléchies par des forces électrostatiques. Le fléchissement statique des tiges a été validé avec un logiciel de simulation. Finalement, un nouveau précédé de fabrication du moteur utilisant la nouvelle méthode est proposé ainsi que quelques applications qui pourraient être réalisées.

L’évolution vers des systèmes toujours plus électriques concerne tous les moyens de transport. En particulier, les prochaines générations d’avions commerciaux. Cette tendance, amorcée avec l’Airbus A380 et le Boeing 787, devrait se poursuivre et s’amplifier. Un avion de constitution plus électrique, où l’axe de transmission principal de puissance de nature électrique se substituerait, au moins en partie, aux axes de types pneumatique, hydraulique et mécanique, pourrait être source d’amélioration au regard de critères écologiques et économiques (gain en masse, accroissement de l’efficacité énergétique, réduction des coûts de maintenance, etc.).Le développement de réseaux électriques locaux, de type continu à échange d’énergie, pourrait favoriser cette démarche. Des sources locales de production d’électricité, des charges bidirectionnelles en puissance, ainsi que des systèmes de stockage d’énergie et de dissipation, seraient alors interconnectés par un bus continu de tension, associés à des protections électriques adaptées.Plusieurs stratégies de gestion énergétique sont proposées. En fonction des objectifs, des contraintes et des moyens d’action envisagés, différents outils ont été mis en œuvre. Dans le cas d’une stratégie visant plusieurs objectifs simultanément, la logique floue apparaît comme étant un outil bien adapté. De plus, étant basée sur des règles, cet outil permet de développer naturellement une stratégie de gestion énergétique intégrant plusieurs contraintes. Deux indicateurs pour évaluer les performances de ces stratégies de supervision ont été proposés (efficacité énergétique et variation de tension). Ces indicateurs permettent de choisir une stratégie de supervision, et donnent des critères pour le dimensionnement du système de stockage et de dissipation. Ces startégies de supervision ont été testées expérimentalement.La stabilité du réseau DC local a été analysée en petit signal. Il est montré que le système hybride avec la stratégie de gestion énergétique associée peut contribuer à augmenter la marge de stabilité de ce type de réseau.Les liaisons en continu mises actuellement en œuvre dans les systèmes embarqués en aéronautique ne sont pas réversibles en puissance. La volonté de les rendre réversibles nécessite donc de revoir complètement les protections de ce type de réseau. La problématique des protections de court-circuit et de défaut d’isolation a été investiguée. Une méthode pour sélectionner la branche en défaut d’isolation est proposée. Elle est testée au moyen de l’outil de simulation Saber qui prend en compte les caractéristiques des composants réels.Les travaux réalisés dans cette thèse peuvent être généralisés pour s’appliquer dans d’autres domaines d’application tels que les véhicules électriques ou hybrides, les systèmes ferroviaires, etc... / The electrification trend is for all modes of transportation, particularly in the next generation of commercial aircrafts. This trend began with the Airbus A380 and Boeing 787 and it will continue. The replacement of mechanical, hydraulic and pneumatic power transfers by an electrical one is one of the most important innovations of the More Electric Aircraft in the aspect of ecologic and economic (weight reduction, energy efficiency increasing, maintenance costs reduction, etc..). The development of a local power exchange network, like a DC one, should facilitate this process. Some local electricity production, bi-directional loads and energy storage and dissipation system, are then interconnected by a DC bus, via some appropriate protections. Several power management strategies are proposed. Depending on the objectives, constraints and means of action envisaged, some tools have been implemented. In the case of a multiple objectives strategy, fuzzy logic appears to be a well suited tool . Moreover, being based on rules, this tool allows to develop naturally a power management strategy in considering several constraints. Two indicators to evaluate performance of these supervision strategies have been proposed (energy efficiency and voltage variation). These indicators help to choose a strategy of supervision, and provide criteria for sizing the storage and dissipation system. These supervision strategies were tested experimentally. The stability of the local DC network was analyzed in small signal. It is shown that the hybrid system with the associated energy management strategy can help to increase the stability margin of this type of network. The currently power connection being implemented in on-board systems is not reversible in power. To make it reversible necessitates a complete redesign of the protections. The problem of short-circuit protection and fault isolation has been investigated. A method to select the branch in insulation failure is proposed. It is tested using the Saber simulation tool that takes into account the characteristics of real components. The work in this thesis can be generalized and to be applied in other fields such as electric or hybrid vehicles, rail systems …etc.

Suite aux contraintes environnementales imposées à la production classique d’électricité, les énergies à caractère renouvelable se développent très vite grâce aux politiques gouvernementales. En pratique, la nature des sources primaires étant aléatoire, l’introduction d’énergie renouvelable dans un réseau électrique peut impacter le fonctionnement du système électrique et la qualité de la puissance. L’utilisation des méthodes probabilistes dans la planification du système électrique s’avère alors nécessaire pour un système électrique composé d’une quantité importante de sources peu prévisibles. Cependant, ces méthodes probabilistes sont actuellement limitées à la planification long-terme à cause de leur temps de calcul élevé. Dans le cadre de cette thèse, une nouvelle approche probabiliste basée sur un couplage entre la formule des probabilités totales et la méthode de fiabilité du premier ordre est proposée pour l’évaluation de la fiabilité du système électrique à court terme. Elle prend en compte la probabilité de défaillance non prévue des composants du système, l’incertitude dans les prévisions de la production renouvelable et de la consommation. A l’aide de cette méthode, les indicateurs permettant de quantifier la fiabilité de fonctionnement du système électrique et l’utilisation des ressources renouvelables peuvent être déterminés. Grâce à ces indicateurs, la fiabilité du système électrique intégrant des énergies renouvelables peu prévisibles peut être évaluée. Le temps de calcul faible de la méthode permet de l’utiliser pour valider la planification court-terme, qui est faite un jour à l’avance pour la journée considérée (J). / Following the environmental constraints to conventional power generation, renewable energy character grows very quickly thanks to government policies. In practice, the nature of primary sources is random, the introduction of renewable energy in an electrical network may impact the operation of the power system and the quality of the power. The use of probabilistic methods in planning the power system becomes necessary for a power system consisting of a large amount of less predictable sources. However, these probabilistic methods are currently limited to long-term planning due to their high computation time. In this thesis, a new probabilistic approach based on a coupling between the law of total probability and the first order reliability method is proposed to evaluate the reliability of the power system in short-term. It takes into account the probability of unanticipated failure of system components, the uncertainty in forecasts of renewable generation and consumption. With this method, the indicators used to quantify the reliability of the power system and the use of renewable resources can be determined. Therefore, the reliability of the power system incorporating less predictable renewable energy can be evaluated. The low computation time of the method allows it to be used to validate the short term planning, which is made one day in advance to the considered day (J).