Les événements de givrage atmosphérique de janvier 1998, au sud du Québec et à l'est de l'Ontario, ont clairement démontré la vulnérabilité des structures aériennes face à ce phénomène atmosphérique ainsi que la nécessité d'améliorer nos connaissances actuelles dans ce domaine. Dans cette perspective, il est important de comprendre ce phénomène par l'analyse des événements de givrage atmosphérique antérieurs et, si possible, de les modéliser puis de les prédire. Cela permettra aux compagnies d'électricité de mieux dimensionner les équipements des réseaux aériens et d'établir des normes d'alerte. La présente recherche, effectuée dans le cadre de la Chaire Industrielle CIGELE, a pour but d'analyser les événements passés enregistrés par le réseau de mesure SYGIVRE d'Hydro-Québec et d'effectuer une analyse spatiale de la distribution des tempêtes de givrage atmosphérique (au sens large du terme, c'est-à-dire pour toute intensité de précipitation) dans les différentes régions du Québec. Pour ce faire, nous disposons de la base de données de givrage SYGIVRE qui couvre une période d'observations de 8 ans sur un total de 23 stations et qui est basée les mesures d'un appareil développé par Hydro-Québec, appelé givromètre (ice rate meter). Nous utiliserons aussi une autre source de données sur le givrage fournie par Hydro-Québec (PIM) qui couvre une période d'observations de 21 ans sur un total de 180 stations déployées dans toute la province et qui repose sur des mesures délivrées par des glacimètres (passive ice meter). L'analyse exploratoire des événements de verglas et de givre contenus dans la base de données SYGIVRE constitue la première étape de l'étude. Cette étude exploratoire permet de faire ressortir les caractéristiques propres à chaque paramètre du réseau SYGIVRE. La base de données sur les PIM a servi de support de validation aux études effectuées sur la base de données SYGIVRE puisque la période d'observations de la première est beaucoup plus grande mais que la précision est moindre. Pour ne pas créer de biais dans la comparaison entre les deux bases de données, seules les stations du réseau de PIM géographiquement proches de celles du réseau SYGIVRE, ont étés retenues. Cela permet d'avoir deux réseaux de stations sensiblement identiques pour ce qui est de la couverture géographique du territoire étudié. La notion d'intensité pour un processus de Poisson non homogène a été introduite dans l'étude afin d'évaluer la probabilité qu'un événement devant apparaître, se produise dans une période donnée. Cette caractéristique est propre aux stations et aux années c'est-à-dire qu'elle est fonction de la situation géographique des stations et de la rigueur de l'hiver pour une année donnée. Cette notion d'intensité est utilisée pour obtenir des groupements d'années qui sont identiques. Le petit nombre d'années d'observations nous a empêché d'utiliser les résultats sur les groupements d'années pour la suite de l'étude mais il est tout de même intéressant de noter que les années communes entre les deux bases de données sont identiques au point de vue événements. L'analyse spatiale de la distribution des tempêtes de givrage atmosphérique se fait généralement en considérant directement la distance géographique sans considérer la présence de microclimats ou la topographie entre les stations. Ces paramètres peuvent changer considérablement les conditions météorologiques et donc la progression des tempêtes à travers une région donnée. L'approche utilisée dans ce travail est basée sur la proximité des stations en terme de partage des mêmes événements de givrage. Nous avons utilisé la probabilité de partage des événements entre les stations pour établir des groupements géographiques de stations. Finalement, nous avons modélisé les groupements obtenus par des variables exogènes différentes qui sont la température, la durée, le type de l'accumulation et le poids. Cette méthode permet de définir des groupements de stations cohérents. Trois groupes de stations ressortent de cette étude. Ceux-ci comportent des stations présentant les mêmes caractéristiques au niveau du type de l'accumulation dominant et de la région où elles se trouvent. Pour expliquer ces groupes, la durée de l'événement est le paramètre essentiel. Parfois, la température joue un rôle lorsque nous ne tenons pas compte du type de l'accumulation. La prédiction effectuée à partir des régressions donne de bons résultats quand il s'agit de prévoir des événements locaux. Par contre, la prédiction du partage des événements entre plusieurs stations est nettement moins bonne. Finalement, une étude sur une plus longue période d'observations augmentera les bases de données et améliorera les résultats.

La performance électrique des isolateurs de lignes de transport d'énergie électrique est dégradée par la présence de glace à leur surface. Cet affaiblissement de la tenue électrique des isolateurs peut être tel que des arcs électriques peuvent prendre naissance et se développer jusqu'à provoquer un contournement total des isolateurs. Le contournement électrique des isolateurs qui est ainsi produit peut alors engendré une interruption de courant. Il apparaît donc essentiel de connaître le plus adéquatement possible la performance électrique (sous glace) des isolateurs, lorsque ceux-ci sont situés dans un lieu propice à l'accumulation de glace à leur surface. Cependant, il n'existe présentement aucune norme standard pour tester des isolateurs sous des conditions de glace. Partant de là, une étude systématique, dont le but est de proposer une méthode standard d'essais sous glace et d'étudier l'influence de différents paramètres sur la tenue électrique d'isolateurs recouverts de glace, fut entreprise par le Groupe de Recherche en Ingénierie de l'Environnement Atmosphérique de l'Université du Québec à Chicoutimi. C'est dans ce projet de recherche que la présente étude s'inscrit. Le but de cette dernière est donc d'étudier l'influence de deux facteurs sur la tension de tenue maximale d'isolateurs recouverts de glace. Ces deux facteurs sont les suivants: la fonte de la glace (engendrée par l'augmentation de la température ambiante jusqu'au point de fonte de la glace) et le niveau de contamination à la surface des isolateurs. À l'issue des expérimentations réalisées au cours de la présente recherche, il apparaît que la fonte de la glace cause une diminution de l'ordre de 10% de la tension de tenue maximale, en comparaison aux essais réalisés sans période de fonte de la glace. Également, la présence de contamination à la surface des isolateurs cause une diminution de leur tenue électrique. C'est ainsi que la tension de tenue maximale des isolateurs contaminés légèrement (0,05 mg/cm2) était d'environ 5% plus faible que lors d'essais réalisés sans contamination. De plus, cette diminution de la tenue électrique des isolateurs devenait très critique lorsque le niveau de contamination était moyen (0,1 mg/cm2). Effectivement, des isolateurs composites ayant une densité du dépôt de sel à leur surface de 0,1 mg/cm2, furent contournés par un arc électrique au cours de la période de fonte de la glace, alors qu'ils étaient sous tension de service. Dans le présent mémoire, quelques notions de bases sont relatées dans le but de donner une meilleure compréhension de l'objet d'étude. Également, une revue des principales recherches réalisées dans ce domaine est présentée. Enfin, les résultats de ce travail de recherche, de même que leur analyse, sont présentés en détail.

Afin de construire des systèmes d'ordinateurs de haute performance utilisant les technologies d'intégration à très grande échelle, une nouvelle architecture de systèmes multiprocesseurs hiérarchiques est proposée. Le présent projet consiste en la modélisation de la performance et l'optimisation de cette architecture. Une méthodologie permettant d'obtenir des modèles d'estimation de performance pour l'architecture hiérarchique est proposée. Le temps moyen requis par un message pour se rendre à sa destination (aussi appelé temps de réponse) est utilisé comme mesure de performance. Ces modèles permettent de prédire la performance d'architectures multi-processeurs hiérarchiques avec une précision adéquate pour une vaste gamme de conditions de trafic et de configuration. Ces modèles permettent également d'optimiser la conception de systèmes hiérarchiques de grande dimension. En effet, puisque le temps de réponse d'un système affecte le temps d'exécution d'une application, la connaissance de la sensibilité de ce dernier en fonction de certains paramètres est essentielle pour la conception de systèmes parallèles de haute performance basés sur cette architecture.

L'objet de ce travail était l'étude de l'influence de la température ambiante sur les vibrations induites par effet de couronne d'un conducteur porté à la haute tension sous condition de pluie. L'amplitude de vibrations étant proportionnelle à la valeur crête du courant pulsatoire (Ip) observé lors du détachement de la goutte du conducteur, on a étudié plus précisément la variation du courant de décharge en fonction de la température ambiante sous les tensions continues positives et négatives. La gamme de température utilisée se situait dans l'intervalle 0° à 60°C. Les résultats obtenus ont démontré que l'élongation maximale de la goutte et par conséquent l'intensité du courant de décharge variait non seulement en fonction de la valeur du champ électrique mais aussi en fonction de la valeur de la température ambiante. Le courant de décharge diminuait lorsque la température augmentait. L'élongation critique était beaucoup plus grande pour les températures près de 0°C que pour les températures avoisinantes de 60° C. Cela a été expliqué principalement par la variation de la viscosité avec la température. Les études théorique et expérimentale nous ont amené à la conclusion que l'amplitude de vibrations diminue lorsque la température ambiante augmente. Un modèle physique représentant le comportement d'une goutte d'eau soumise à une vibration sinusoïdale a été développé. On a déterminé la constante Keau d'un système masse-ressort modélisant une goutte d'eau à l'aide de résultats expérimentaux.

L'évaluation de la performance d'une éolienne de type Darrieus nécessite la connaissance des coefficients aérodynamiques de la pale pour différentes conditions d'opérations. Les pales exécutent une rotation de 360° lorsque 1'éolienne fonctionne. Durant cette rotation, le nombre de Reynolds varie considérablement. Et enfin, les conditions climatiques du Québec impliquent la formation de givre sur le profilé. Une simplification intéressante pour ce type de phénomène consiste à traiter l'écoulement en deux parties distinctes. D'abord, solutionner l'extérieur de la couche limite par un écoulement à potentiel; ensuite, résoudre l'écoulement visqueux à l'intérieur de la couche limite. La méthode des éléments finis aux limites nous permet de relever ce défi. On évite alors le coût excessif de la résolution des équations de Navier-Stokes. La solution de l'écoulement à potentiel rend possible le calcul de la pression s'appliquant sur le profil. Lorsque le coefficient de pression est connu à chaque noeud de la forme, on peut ensuite évaluer le coefficient de portance de la pale pour différents angles d'attaque. Enfin, la résolution de la couche limite par les équations intégrales de momentum nous donne le coefficient de friction de surface et les points de séparation de la couche limite. Le profil étudié est le NACA0012 en régime turbulent à des angles d'attaque où il n'y a pas de séparation. Une seule frontière d'intégration définit la forme, l'écoulement, ainsi que la discontinuité à l'arrière du profilé (condition de Kutta). Les résultats obtenus par la méthode de calcul préconisée s'avèrent très proches des résultats expérimentaux et des valeurs théoriques données par les équations de Kutta-Joukowski et la relation de Théodorsen. Donc, le modèle développé remplit les objectifs initiaux. Cependant, certaines améliorations peuvent être envisagées ultérieurement pour raffiner le modèle. Soit en représentant la forme avec plus de précision et en définissant de façon moins simplifiée la condition de Kutta à l'arrière du profilé lors de la rotation. Cependant, ce travail se limite à l'étude des caractéristiques aérodynamiques sans décollement de la couche limite. Enfin, des résultats expérimentaux supplémentaires seraient indispensables afin de vérifier la validité des résultats obtenus avec le profil givré.

Le but principal de ce travail de recherche est de mettre en évidence la présence des atomes neutres d'hydrogène au niveau de la cathode et d'évaluer leur rôle dans le processus de transfert d'énergie à la cathode pour une décharge d'arc à courant continu. Ces atomes sont acheminés vers la cathode sous forme de flux d'atomes entraînés suite à un processus de collisions qui fait intervenir les atomes et les ions d'argon. On a utilisé un plasma d'argon avec des mélanges différents d'hydrogène, soit respectivement 2 et 8% d'hydrogène dans l'argon. La haute température du plasma dissocie les molécules d'hydrogène et ionise une fraction des gaz constituants. Ces ions entraînent vers la cathode les atomes d'hydrogène qui constituent ainsi un flux des neutres entraînés. Ces atomes finissent par se recombiner à la surface de la cathode en lui cédant de l'énergie sous forme de recombinaison moléculaire Q(H-H), ou encore peuvent réagir avec un composé présent à la cathode (exemple: réduction de l'oxyde de chrome). Cette énergie est déterminée par le flux des atomes qui arrivent à la cathode et le flux est déterminé d'après un modèle qui tient compte de toutes les collisions élastiques et inélastiques possibles entre les ions et les atomes d'argon et d'hydrogène présents dans le plasma. Le modèle proposé met en évidence le flux des atomes d'hydrogène I(H) entraînés vers la cathode et détermine les énergies mises en jeu à la surface de la cathode. Le bilan associé permet d'évaluer Q (H-H). Ce modèle a démontré que les atomes d'hydrogène entraînés vers la cathode représentent une partie significative de l'ensemble de l'hydrogène injecté dans le réacteur. En effet à pression atmosphérique, le pourcentage de ces atomes représente 13% de l'ensemble de l'hydrogène et ce pourcentage augmente avec la baisse de la pression pour atteindre 23% à 40 kPa et 65% à 20 kPa. Quant à l'énergie Q (H-H) correspondant au flux de ces atomes, elle représente une partie relativement faible de l'ensemble du bilan énergétique à la surface de la cathode (5 à 8%). Une énergie de cet ordre de grandeur ne peut pas justifier les hypothèses utilisées dans le modèle d'entraînement des neutres. Mais la vérification du bilan d'échange d'énergies à la surface de la cathode utilisant les mêmes hypothèses que le modèle d'entraînement des neutres, valide ces hypothèses et par conséquent, confirme le modèle d'entraînement proposé. Il faut mentionner que la dissociation complète de l'hydrogène moléculaire en hydrogène atomique est confirmée par un calcul basé sur l'intensité de la raie Ha au niveau de la cathode. Les températures sont déterminées d'après la méthode du graphique atomique de Boltzmann. Les concentrations électroniques sont calculées d'après la méthode de l'élargissement de la raie Ha et la valeur de cette concentration a confirmé l'existence de l'équilibre thermodynamique local dans le plasma selon le critère de Darwin. On constate d'après l'étude des différents phénomènes d'échange d'énergie avec la cathode que les énergies associées à la convection du plasma et au rayonnement de la cathode sont du même ordre de grandeur et ne présentent que 1% du bilan global, donc elles se compensent dans le bilan. Quant au bilan lui-même, il est vérifié et l'écart entre d'une part, la somme des énergies fournies (bombardement d'ions et d'atomes + neutralisation d'ions et recombinaison d'atomes d'hydrogène), et d'autre part, la somme des énergies perdues (chaleur dissipée par l'eau de refroidissement et évaporation des électrons) est de l'ordre de 3 à 6%. Ces derniers pourcentages constituent l'erreur d'évaluation du bilan.

Une étude en deux parties du mécanisme des vibrations induites par effet de couronne des conducteurs à haute tension est présentée dans ce travail. Dans la première partie, approche physique, nous avons fait un calcul de la force de réaction due au vent électrique agissant sur une pointe. Il a permis de démontrer que cette force est négligeable comparativement à la force totale produisant les vibrations. Nous avons démontré qu'un conducteur H.T., suspendu par des ressorts au-dessus d'une plaque métallique, vibre lorsqu'une charge d'espace intermittente est injectée entre le conducteur H.T. et la plaque reliée à la terre. Ceci démontre le rôle important de la charge d'espace dans le mécanisme des vibrations induites par effet de couronne, et la nécessité d'étudier numériquement les forces d'interaction électrostatiques entre la charge d'espace et le système conducteur-gouttes. Dans la seconde partie, approche numérique, nous avons utilisé une méthode combinée qui est basée sur les méthodes de simulation de charges de surface et des éléments finis de frontière, afin de déterminer l'influence de la charge d'espace sur le champ électrique à l'extrémité d'une pointe simulant une goutte d'eau suspendue. Nous avons constaté que la présence de la charge d'espace occasionne une baisse considérable du champ électrique à l'extrémité de la pointe. La diminution périodique du champ électrique cause par conséquent une force intermittente qui entraîne les vibrations. L'approche numérique utilisée a également démontré la possibilité de calculer la force répulsive d'origine électrostatique agissant entre la charge d'espace et la pointe.

Un calcul précis des coefficients aérodynamiques est essentiel pour évaluer les différents types d'instabilités éoliennes occasionnées par la glace amoncelée sur les conducteurs haute tension et les haubans des tours de soutien. Or, puisque l'on s'intéresse tout particulièrement aux méthodes de simulation numériques comme outil de travail pour étudier les différents phénomènes pouvant déclencher ces instabilités, il est indispensable d'obtenir une évaluation précise et continue des coefficients aérodynamiques au cours de la simulation, même lorsqu'il y a accrétion de glace ou rotation du profilé. Les formulations empiriques ne peuvent pas tenir compte de tous les critères qui interviennent dans le façonnement de ces courbes. C'est pourquoi il est nécessaire d'employer un système de résolution numérique pouvant simuler l'écoulement et ses caractéristiques propres, telles que viscosité, séparation, turbulence autour de l'objet à analyser. Ces considérations nous ont amené à séparer et résoudre ces problèmes d'écoulement en deux parties distinctes: soit d'utiliser un fluide à potentiel pour représenter l'écoulement à l'extérieur de la couche limite et un fluide visqueux mais toujours incompressible à l'intérieur de cette borne. La formulation par équations intégrales aux limites nous donne alors une résolution rapide et peu coûteuse pour l'écoulement potentiel. Et puisque cette formulation n'exige que des éléments à la frontière du domaine, il est alors possible de modifier la forme et la position de l'objet à volonté. A l'intérieur de la couche limite, nous évaluons par intégration numérique la perte dans le transport de quantité de mouvement due à la friction en surface, le gradient de pression adverse et le débit massique sortant de la frontière. Lorsque par ce calcul nous obtenons une inversion de la vélocité en surface, c'est qu'alors l'écoulement s'est séparé ou décollé de l'objet. Ces paramètres nous permettent alors d'établir la distribution de pression autour de l'objet étudié et de déterminer ses caractéristiques aérodynamiques. Puisque la séparation de la couche limite est un phénomène qui influence considérablement l'écoulement tout autour de l'objet servant d'obstacle, il est nécessaire d'évaluer l'effet de cette singularité. Alors lorsqu'on a effectué une première localisation de ces points de séparation, on doit modifier la géométrie apparente de l'obstacle pour y inclure la forme que prendra le sillage à cause de ce décollement et effectuer une deuxième résolution de l'écoulement potentiel avant le calcul des coefficients aérodynamiques. Cette méthode nous a permis d'obtenir de très bons résultats, qui concordent avec des essais effectués en soufflerie pour des géométries diverses, offrant différentes singularités de forme. Ces mêmes résultats justifient donc l'approche par morceaux préconisée et confirment la validité des deux item suivants: soit premièrement l'utilisation des équations de quantité de mouvement pour déterminer la localisation des points de séparation, et deuxièmement la modification de la géométrie apparente de l'objet, effectuée pour simuler la forme que prend le sillage, avant une deuxième résolution pour convergence finale.

Cette recherche doctorale porte sur la perte des propriétés mécaniques de différents types de papiers cellulosiques imprégnés dans des fluides isolants, lors de vieillissements thermiques accélérés. Ces deux types de matériaux isolants sont couramment utilisés dans les transformateurs de puissance. Plusieurs autres paramètres ont été mesurés lors de ces vieillissements, soit : les traceurs chimiques issus de la dégradation du papier, l’acidité, la teneur en eau dans le papier et dans l’huile. Cette recherche peut être subdivisée en trois parties distinctes. Dans la première partie, des vieillissements accélérés des papiers Kraft et Kraft thermiquement amélioré (TUK) imprégnés dans l’huile minérale Luminol Tri à 150 °C, 170 °C et 190 °C ont été réalisés dans des cellules en aciers inoxydables scellées. De cette étude, des corrélations quasi linéaires entre la concentration en méthanol, le degré de polymérisation de la cellulose et les propriétés mécaniques des papiers ont été obtenues. L’influence quasi exponentielle de la température sur le vieillissement de la cellulose a été confirmée. En utilisant les équations d’Arrhenius et de Calvini modifiées, les cinétiques de la perte de propriétés mécaniques du papier, de génération du méthanol et la dépolymérisation de la cellulose ont été modélisées. Les résultats obtenus, sur le méthanol et la dépolymérisation, sont en accord avec les valeurs observées dans la littérature scientifique. Le modèle cinétique ainsi obtenu pour déterminer le changement de propriétés mécaniques pendant le vieillissement du papier est en bon accord avec les données expérimentales. Ces résultats prometteurs ouvrent la possibilité de développer des outils pratiques pour surveiller l’etat du papier à l’intérieur des transformateurs de puissance en service. La deuxième partie porte sur la comparaison des résultats obtenus dans l’huile minérale à des vieillissements de papiers imprégnés dans un ester synthétique à impact environnemental réduit, Midel 7131. Présentement, les esters sont introduits en tant que fluide isolant dans les grands transformateurs en raison de leur grande biodégradabilité et leur capacité à ralentir le vieillissement de la cellulose. Cependant, les techniques normalisées utilisées pour analyser les huiles minérales ne peuvent être directement appliquées aux esters. Les esters, en général, génèrent des produits de dégradation avec des concentrations très différentes de celles générées dans les huiles minérales. Les résultats ont montré que le taux de perte de propriétés mécaniques du papier dans l’ester synthétique (Midel 7131- Midel) était plus faible que dans le cas de l’huile minérale isoparaffinique (Luminol Tri - Luminol). De plus, la corrélation entre la concentration en méthanol et les propriétés mécaniques n’est pas linéaire comme dans le cas de l’huile Luminol. À partir d’un certain niveau de dégradation, la concentration du méthanol diminue, probablement causée par une interaction entre des produits polaires provenant de la dégradation de l’ester et le méthanol. Il n’est pas exclu qu’une réaction entre le méthanol et certains composés issus de la dégradation de l’huile surviennent. Pour pallier à cette problématique, le furane (C4H4O) a été proposé comme un potentiel traceur chimique du vieillissement de la cellulose dans l’ester. Une corrélation quasi linéaire a été observée entre la concentration de furane et les propriétés mécaniques du papier. En outre, on a observé que la teneur en acidité totale comme indicateur de dégradation du papier n’était pas utile pour les esters vieillis puisque seule une partie des acides organiques, de faibles poids moléculaires, semble interagir avec le vieillissement de la cellulose. La troisième et dernière partie est axée sur l’amélioration de la compréhension du processus de vieillissement des papiers cellulosiques thermiquement amélioré avec différents pourcentages de teneur en azote. Des échantillons de papier contenant respectivement : 1,4 %, 2,6 % et 4,4 % en poids d’azote, imprégnés avec l’huile minérale isoparaffinique (Luminol) ont été vieillis à 170 °C. Les résultats montrent que l’augmentation des additifs azotés contribue à ralentir la perte des propriétés mécaniques des papiers et la dépolymérisation des chaînes de cellulose. Une amélioration importante en matière de propriétés mécaniques et de dépolymérisation du papier entre 1,4 % et 2,6 % d’azote a été observée. Cependant, une amélioration marginale a été observée entre les papiers contenant 2,6 et 4,4 % d’azote. On a noté des corrélations linéaires entre la concentration de méthanol, l’indice de traction et le degré de polymérisation indépendamment de la teneur en azote dans les papiers. Ces corrélations ou courbes maîtresses suggèrent que les additifs azotés ralentissent le processus de vieillissement de la cellulose, mais, ne modifient ni n’éliminent aucune étape du vieillissement de cette dernière. Le dicyandiamide, additif azoté initialement ajouté aux échantillons de papier, semble se dégrader rapidement en d’autres composés azotés. Cependant, ces composés dégradés semblent être fixés au papier et continuent à ralentir le vieillissement. Cette hypothèse provient du fait que la teneur totale en azote organique mesurée par la méthode de Dumas était pratiquement constante pendant tout le vieillissement. Les résultats décrits dans les trois parties contribuent grandement à l’avancement du domaine du vieillissement de l’isolant cellulosique et permettent de proposer des outils de diagnostic pour surveiller l’état de dégradation du papier isolant. This doctoral research focuses on the loss of mechanical properties of various types of cellulosic paper impregnated in insulating fluids during accelerated thermal aging. These two types of insulating materials are commonly used in power transformers. Several other parameters were measured during the aging process: chemical makers produced from paper degradation, acidity, water content in paper and in oil. This research can be subdivided into three distinct parts. In the first part, accelerated aging of Kraft and thermally upgraded Kraft (TUK) papers impregnated with mineral oil (Luminol Tri) at 150 °C, 170 °C, and 190 °C was performed in sealed stainless steel cells. From this study, quasi-linear correlations among the methanol concentration, the degree of polymerization of the cellulose and the mechanical properties of the papers were obtained. The quasi-exponential influence of temperature on the aging of cellulose has been confirmed. Using the Arrhenius and modified Calvini equations, the kinetics of the loss of mechanical properties of the paper, methanol generation and depolymerization of the cellulose were modelled. The results obtained, the methanol and the depolymerization, are in agreement with the values observed in the scientific literature. Thus, the kinetic model obtained to determine the change in mechanical properties during the aging of the paper is consistent with the experimental data. These promising results open the possibility of developing practical tools for monitoring the condition of paper inside power transformers in service. The second part focuses on the comparison of the results obtained in mineral oil with aging of impregnated papers in a synthetic ester with reduced environmental impact (Midel 7131- Midel). Currently, esters are introduced as insulating fluid in large transformers due to their high biodegradability and their ability to slow down the aging of cellulose. However, standard techniques used to analyze mineral oils cannot be directly applied to esters. The esters, in general, generate degradation products with concentrations very different from those generated in mineral oils. The results showed that the rate of loss of mechanical properties of the paper in the synthetic ester was lower than in hydrotreated isoparaffin base fluid (Luminol Tri- Luminol). Moreover, the correlation between the methanol concentration and the mechanical properties is not linear as in the case of the Luminol oil. At certain level of degradation, the concentration of methanol disappears, probably caused by an interaction between polar products resulting from the degradation of the ester and methanol. It is not excluded that a reaction between methanol and certain compounds resulting from the degradation of the oil will occur. To overcome this problem, furan (C4H4O) has been proposed as a potential chemical marker of cellulose aging for esters. A quasi-linear correlation was observed between the furan concentration and the mechanical properties of the paper. Furthermore, it has been observed that the total acidity content as an indicator of degradation was not useful for the aged esters since only a part of the organic acids, with low molecular weight, seems to interact with the aging of the cellulose. The third and final part focuses on improving the understanding of the aging process of thermally upgraded cellulosic papers with different percentages of nitrogen content. Samples of paper containing 1.4%, 2.6% and 4.4% by weight, respectively, of nitrogen impregnated with Luminol oil were aged at 170 °C. The results show that the increase in nitrogen additives contributes to slowing the loss of the mechanical properties of the papers and the depolymerization of the cellulose chains. A significant improvement in mechanical properties and paper depolymerization between 1.4% and 2.6% nitrogen was observed. However, a marginal improvement was observed between papers containing 2.6 and 4.4% nitrogen. Linear correlations among methanol concentration, tensile index, and degree of polymerization were noted independently of the nitrogen content in the papers. These correlations or master curves suggest that nitrogen additives slow down the aging process of cellulose, but do not alter or eliminate any stage of aging of the cellulose. Dicyandiamide, a nitrogen additive initially added to paper samples, appears to degrade rapidly into other nitrogen compounds. However, these degraded compounds appear to be fixed to the paper and continue to slow down aging. This hypothesis stems from the fact that the total organic nitrogen content measured by the Dumas method was practically constant throughout the aging process. The results described in the three parts significantly contribute to the advance of the cellulosic insulation aging domain and allow to propose diagnostic tools to monitor the degradation state of the insulating paper.

Le contrôle des vibrations devient de plus en plus important dans les éoliennes modernes. Ce travail démontre les méthodes de choisir les capteurs et d'estimer les états dans le contrôle des vibrations dans les structures des éoliennes et explore aussi quelques alternatives dans la commande individuelle du calage des pales. Une analyse du problème de l'estimation des états conclut qu'il n'y a pas besoin de mettre les capteurs à l'extérieur de la nacelle : les états dont la commande a besoin, tels que les deflexions de la structure et les variations des vitesses du vent dans le plan du rotor, sont bien estimés à partir des mesures de force, de couple et d'accélération dans la nacelle et son enroulement d'embardée. Quant aux algorithmes d'estimation, le filtre de Kalman à réponse impulsionnelle infinie sert bien dans les applications de commande, mais une diminution de la réponse impulsionnelle du filtre peut augmenter la précision de l'estimateur aux fréquences plus élevées. Les simulations du NKEL Offshore Baseline Turbine (5MW) indiquent que la commande individuelle du calage des pales peut permettre des réductions d'environ 24% dans les couples aux racines des pales dans certaines conditions, mais que la dynamique des actionneurs de calage et les suppositions dans la modélisation peuvent limiter la performance de la commande dans d'autres conditions. La stratégie de contrôle qui s'avère la plus performante dans ce travail est une régulation de l'angle d'attaque estimé.