Th. 3e cycle--Méc.--Toulouse--I.N.P., 1982. N°: 116.

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À une époque où l'efficacité énergétique est une préoccupation grandissante, la récupération de chaleur est d'importance primordiale. Pour cette raison, les échangeurs de chaleur sont souvent utilisés afin de transférer de la chaleur d'un fluide à haute température vers un fluide à basse température. Lorsque la chaleur n'est pas récupérée, elle doit-être ajoutée (ou enlevée) par une source externe, ce qui induit un certain coût. Malheureusement, la prolifération de ces appareils est limitée en raison de certains aspects technoéconomiques. L'obstacle majeur à surmonter par les échangeurs de chaleur dans maintes applications est la formation d'encrassage, plus particulièrement de givre, sur les surfaces d'échange. Ces formations diminuent l'efficacité de l'échangeur de chaleur ainsi que sa viabilité économique, en réduisant les économies monétaires envisagées et en augmentant les coûts d'entretien et de nettoyage. Ce document propose deux designs novateurs d'échangeurs de chaleur qui sont définis et testés analytiquement et numériquement. Cette analyse permet tout d'abord de comparer leur capacité à échanger la chaleur en absence de conditions d'encrassement à celle d'un échangeur de chaleur bien connu et de dimensions similaires et ensuite d'établir leur résistance à l'encrassement dans toutes ses formes. On a constaté que les deux designs ont des capacités d'échange de chaleur similaires à celle de l'échangeur de chaleur de référence. De plus, les équations analytiques gouvernantes utilisées afin de déterminer l'efficacité sont, pour la plus grande part, identiques pour les trois designs. L'analyse montre aussi que les deux designs sont résistants théoriquement à l'encrassement et démontre même une augmentation (dans la plupart des cas) de la chaleur transférée lorsqu'il y a changement de phase.

L’incidence d’évènements liés à la chaleur (ÉLC) augmentera en raison des changements climatiques, du vieillissement et de l’urbanisation. Cette étude vise à dresser le portrait de la vulnérabilité des aînés aux ÉLC, à déterminer leur incidence et leurs déterminants ainsi qu’à construire un indice de vulnérabilité à la chaleur des personnes âgées (IVCPA). Une étude de cohorte prospective a été réalisée chez des aînés vivant en communauté dans les régions de l’Estrie, de Montréal et de Laval enrôlés dans l’ « Étude longitudinale québécoise sur la nutrition comme déterminant d’un vieillissement réussi ». La prévalence des facteurs de risque ou de protection de nature médicale, sociale et environnementale, préalablement identifiés dans les lignes directrices de Santé Canada, a été examinée auprès de 1679 personnes en 2005-2006. Les données sur les événements mesurés sur une période de cinq années (2006 à 2010) étaient disponibles pour 1233 participants et provenaient de la Régie de l’Assurance Maladie du Québec et de Med-Echo. Ils ont été considérés comme liés à la chaleur s’ils survenaient un jour de température élevée (JTÉ; ≥30oC) du 15 mai au 15 septembre (2006 à 2010). Des analyses de régression logistique multivariées ont permis d’examiner les associations entre les facteurs, l’IVCPA et deux événements : 1) visite à l’urgence liée à la chaleur (VULC) et 2) tout ÉLC. Les résultats montrent que la vulnérabilité des aînés aux ÉLC est élevée et diffère selon les régions. Les visites à l’urgence, les hospitalisations et les décès sont, respectivement, 2,6, 1,7 et 1,3 fois plus fréquents les JTÉ que les jours de température normale. Une autonomie et un revenu faibles sont associés à un risque accru de VULC (rapport de cotes ajusté (RCA)=2,7; intervalle de confiance (IC) à 95%: 1,1-5,4 et RCA=3,2; IC à 95%: 1,1-8,5 respectivement) et d’ÉLC (RCA=2,5; IC à 95%: 1,1-5,6 et RCA=2,8; IC à 95%: 1,1-7,6 respectivement). À l’inverse, une participation sociale élevée est associée à une diminution marquée du risque de VULC (RCA=0,05; IC à 95%: 0,01-0,2) et d’ÉLC (RCA=0,04; IC à 95%: 0,01-0,2). Les aînés présentant simultanément six facteurs augmentant leur vulnérabilité étaient sept fois plus à risque de VULC (rapport de cotes (RC)=7,4; IC à 95%: 1,5-36,2) ou d’ÉLC (RC=7,8; IC à 95%: 1,6-37,2) comparativement à ceux avec aucun ou un seul facteur. L’identification des aînés les plus vulnérables permettra de développer des stratégies d’intervention clinique et communautaire davantage ciblées.

Ce projet porte, dans un souci d’efficacité énergétique, sur la récupération d’énergie des rejets thermiques à basse température. Une analyse d’optimisation des technologies dans le but d’obtenir un système de revalorisation de chaleur rentable fait objet de cette recherche. Le but sera de soutirer la chaleur des rejets thermiques et de la réappliquer à un procédé industriel. Réduire la consommation énergétique d’une usine entre habituellement en conflit avec l’investissement requis pour les équipements de revalorisation de chaleur. Ce projet de maitrise porte sur l’application d’optimisations multiobjectives par algorithme génétique (GA) pour faciliter le design en retrofit des systèmes de revalorisation de chaleur industrielle. L’originalité de cette approche consiste à l’emploi du «fast non-dominant sorting genetic algorithm» ou NSGA-II dans le but de trouver les solutions optimales entre la valeur capitale et les pertes exergétiques des réseaux d’échangeurs de chaleur et de pompes à chaleur. Identifier les solutions optimales entre le coût et l’efficacité exergétique peut ensuite aider dans le processus de sélection d’un design approprié en considérant les coûts énergétiques. Afin de tester cette approche, une étude de cas est proposée pour la récupération de chaleur dans une usine de pâte et papier. Ceci inclut l’intégration d’échangeur de chaleur Shell&tube, d’échangeur à contact direct et de pompe à chaleur au réseau thermique existant. Pour l’étude de cas, le projet en collaboration avec Cascades est constitué de deux étapes, soit de ciblage et d’optimisation de solutions de retrofit du réseau d’échangeur de chaleur de l’usine de tissus Cascades à Kinsley Falls. L’étape de ciblage, basée sur la méthode d’analyse du pincement, permet d’identifier et de sélectionner les modifications de topologie du réseau d’échangeurs existant en y ajoutant de nouveaux équipements. Les scénarios résultants passent ensuite à l’étape d’optimisation où les modèles mathématiques pour chaque nouvel équipement sont optimisés afin de produire une courbe d’échange optimal entre le critère économique et exergétique. Pourquoi doubler l’analyse économique d’un critère d’exergie? D’abord, parce que les modèles économiques sont par définition de nature imprécise. Coupler les résultats des modèles économiques avec un critère exergétique permet d’identifier des solutions de retrofit plus efficaces sans trop s’éloigner d’un optimum économique. Ensuite, le rendement exergétique permet d’identifier les designs utilisant l’énergie de haute qualité, telle que l’électricité ou la vapeur, de façon plus efficace lorsque des sources d’énergie de basse qualité, telles que les effluents thermiques, sont disponibles. Ainsi en choisissant un design qui détruit moins d’exergie, il demandera un coût énergétique moindre. Les résultats de l’étude de cas publiés dans l’article montrent une possibilité de réduction des coûts en demande de vapeur de 89% tout en réduisant la destruction d’exergie de 82%. Dans certains cas de retrofit, la solution la plus justifiable économiquement est également très proche de la solution à destruction d’exergie minimale. L’analyse du réseau d’échangeurs et l’amélioration de son rendement exergétique permettront de justifier l’intégration de ces systèmes dans l’usine. Les diverses options pourront ensuite être considérées par Cascades pour leurs faisabilités technologiques et économiques sachant qu’elles ont été optimisées.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce manuscrit décrit les projets de recherche qui ont porté sur l’étude de deux familles de matériaux magnétiques frustrés. La première partie traite de la réalisation d’expériences de chaleur spécifique sur le pyrochlore Sm2Ti2O7. Ces expériences ont eu lieu dans un réfrigérateur à dilution 3He-4He, à l’Université de Sherbrooke, dont le fonctionnement est décrit en amont. Ces expériences ont notamment permis l’étude de ce matériau aux températures inédites de 160 mK, où une transition magnétique du second ordre a été mise en évidence. La deuxième partie de ce mémoire porte sur l’étude des perovskites 6H, Ba3MRu2O9, à l’aide de la technique de rotation de spins de muons (mSR). Un chapitre de ce manuscrit est consacré à la description de cette technique, et les expériences ont eu lieu au centre de recherche TRIUMF, à Vancouver. Cette technique consiste à sonder le magnétisme local des matériaux placés dans un cryostat, afin de pouvoir remonter à la configuration magnétique de leur état fondamental. Contrairement à laRMN, la techinque de mSR présente le grand avantage de pouvoir sonder des matériaux avec des moments nucléaires nuls, et des expériences pouvant être réalisées sans l’application de champ externe, garantissant la conservation de l’état fondamental des matériaux étudiés. Nos expériences ont été réalisées sur quatre échantillons, avec M = La, Lu, In et Y, et bien que de précédentes études par diffraction de neutrons n’ont révélé aucune ordre magnétique à longue portée dans deux de ces composés, nos expériences ont pu mettre en évidence l’existence d’un état fondamental avec un faible moment magnétique. Enfin, l’importance des résultats de ces deux projets réside dans le fait d’avoir observé un état fondamental ordonné même si ces états n’ont pas pu être sondé à l’aide d’autres techniques, du fait des faibles moments magnétiques des matériaux étudiés.

Thèse doctorat : Génie Civil : Villeurbanne, INSA : 2001. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 205-223.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Mécanique et énergétique : Reims : 2006. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. f. 251-254.

Thèse de doctorat : Mécanique et énergétique : INPL Nancy : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.