Le travail de recherche qui est présenté ici fait partie d'un programme de recherche basé sur le givrage des conducteurs aérien. Les investigations ont été effectuées dans le tunnel réfrigéré de la CIGELE. La première étape de ce travail a consisté en l'étude théorique de différents types de modèles de givrage existants. Parmi les modèles analytiques et numériques variés, deux modèles numériques généraux plus appropriés, pour l'accumulation de verglas sur les objets cylindriques, sont choisis et décrits en détails. La deuxième étape a consisté en la préparation de la série d'expériences de givrage. Lors de cette étape, la configuration de la teneur en eau liquide (LWC) et la taille médiane de gouttelette (MDS) pour des conditions spécifiques thermodynamique et aérodynamique ont été déterminées. Dans la troisième étape, les tests de givrage ont été effectués. Elles ont été effectuées sur quatre cylindres d'aluminium de différents diamètres. Les expériences de givrage ont été effectuées dans les mêmes conditions thermodynamiques et aérodynamiques pour les LWC et MDS.À la quatrième étape, en utilisant des programmes écrits en Fortran, les deux modèles numériques ont été étudiés. Les résultats prédisent une accumulation de masse de verglas pour les mêmes LWC, MDS et diamètre de cylindre qui ont été déjà utilisés dans des expériences d'accrétion de verglas. Dans la cinquième étape, les résultats expérimentaux et théoriques sont comparés et validés. Les comparaisons permettent de révéler l'avantage des modèles choisis et leur précision de prévision de la masse de verglas accumulée sur les câbles aériens de transport d'énergie électrique. En conclusion, des recommandations nécessaires sont présentées aussi bien sur l'utilisation de ces modèles que sur les investigations futures dans ce domaine.

Le marché industriel requiert une production de qualité à des prix compétitifs, comme c’est le cas dans l’industrie du rabotage de bois. L’impact des temps d’arrêt sur la productivité est un phénomène complexe et la maîtrise de ce phénomène constitue toujours une avancée pour les industriels. L’objectif de ce mémoire est d’analyser et d'identifier les causes spécifiques de la dégradation de la performance du procédé de rabotage. Le processus de résolution de problèmes proposé dans notre étude est inspiré de la démarche DMAIC (Définir, Mesurer, Analyser, Innover, Contrôler) de Six Sigma. L'application de la démarche DMAIC dans notre étude a révélé que 80% de la non-performance est occasionnée par des arrêts non planifiés des machines. Afin de remédier à cette problématique, il faut contrôler la qualité des intrants et éliminer les dysfonctionnements de la ligne de production. Cela doit passer par la mise en place d'une stratégie de maintenance préventive basée sur la fiabilité. / The industrial market requires a good quality production with competitive prices; this is the case in the wood planing industry. The downtime impact on productivity is a complex phenomenon, and understanding this phenomenon represents a real challenge for industrials. The main goal of this thesis is to analyse and identify the specific causes of the planing process performance degradation. The process put forward in our study is inspired by the DMAIC approach (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) of Six Sigma. The use of the DMAIC approach in our study showed that 80% of non-performance is due to the unscheduled downtime of machines. To solve this issue, it is essential to eliminating the not quality of the inputs and dysfunctions of the production line and this should be done by implementing a preventive maintenance strategy; Reliability Centered Maintenance (RCM).

Un système de tenségrité correspond à un assemblage de composants qui sont chargés de manière axiale. Ce faisant, des câbles ou des ressorts peuvent être utilisés pour les composants en tension ce qui réduit la masse et l’inertie du système. Par conséquent, des mécanismes de tenségrité sont introduits dans cette thèse comme des alternatives aux mécanismes plus conventionnels pour certains types d’application. Les objectifs principaux de la thèse sont le développement et l’analyse de nouveaux mécanismes. La nécessité pour les mécanismes de tenségrité de toujours se retrouver dans des configurations où leurs câbles et leurs ressorts sont soumis à des forces de tension complique passablement leur développement. Par conséquent, une approche novatrice fondée sur l’utilisation de ressorts est proposée pour surmonter cette difficulté. Pour faciliter l’utilisation de cette approche, des règles qui s’appliquent à la quantité de ressorts utilisée dans une architecture sont présentées. À partir de ces règles et en s’inspirant de systèmes de tenségrité existants, deux mécanismes plans, trois mécanismes spatiaux et deux mécanismes modulaires sont développés. Chaque mécanisme est modélisé dans le but d’analyser sa cinématique, sa statique et sa dynamique. Étant donné la présence de degrés de liberté non contraints dans les architectures des mécanismes, les relations entre leurs variables d’entrée et de sortie dépendent des chargements externes, gravitationnels et inertiels qui leur sont appliqués. En supposant un régime quasi-statique, de telles relations peuvent être calculées avec une approche numérique. Toutefois, pour le cas spécifique où les mécanismes ne sont pas soumis à des chargements, des solutions analytiques sont trouvées. Ces solutions sont ensuite exploitées dans le calcul des frontières des espaces atteignables des mécanismes. Les degrés de liberté non contraints des mécanismes de tenségrité leur permettent de se déformer sous l’application de chargements externes. Une attention particulière est alors portée au calcul de la raideur des mécanismes ainsi que des limites des chargements pouvant être résistés sans perte de stabilité ou de tension dans les câbles. Des observations sont également faites concernant l’amortissement des vibrations des mécanismes dans les directions des degrés de liberté non contraints. / A tensegrity system corresponds to an assembly of components that are subjected only to axial loads. As a consequence, cables or springs can be used for the tensile components thus considerably reducing the mass and inertia of the system. With the goal of benefiting from these interesting properties, this thesis introduces tensegrity mechanisms as alternatives to more conventional type mechanisms for certain types of applications. The main objectives of the thesis are the development and analysis of novel mechanisms. The need for tensegrity mechanisms to remain in configurations where their cables and springs are subjected to tensile loads complicates their development signi- ficantly. Consequently, a new approach based on the use of springs is proposed to overcome this difficulty. In order to facilitate the use of this approach, certain rules pertaining to the quantity of springs used in a given architecture are formulated. Based on these rules, two planar mechanisms, three spatial mechanisms and two modular mechanisms are developed using existing tensegrity systems. Each new mechanism is modeled with the goal of analyzing its kinematics, statics and dynamics. Due to the presence of unconstrained degrees of freedom in the mechanisms’ architectures, relations between their input and output variables are influenced by any external, gravitational or inertial loads that might be acting. By assuming a quasi-static regime, such relations can be computed using a numerical approach. However, for the specific case where the mechanisms are not subjected to any loads, analytical solutions are found. These solutions are then exploited in order to compute the boundaries to the mechanisms’ workspaces. The mechanisms’ unconstrained degrees of freedom allow them to deform under the application of external loads. Special attention is thus given to the stiffness of the mechanisms as well as the limits of the external loads that they may resist without losing their stability or the tension in their cables. Observations are also made regarding the damping of the mechanisms’ vibrations along the unconstrained degrees of freedom. / Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

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La présente maîtrise est réalisée à la demande de Recherche et Développement pour la Défense Canada (RDDC) à Valcartier. Dans un contexte militaire, la capacité à caractériser indépendamment un matériau pour la simulation numérique est primordiale for trois raisons. Premièrement, les matériaux utilisés ne sont pas répandus comme ceux utilisés en aéronautique ou bien en construction automobile. Deuxièmement, les paramètres des matériaux spécifiques au domaine militaire sont rarement divulgués. Troisièmement, l’utilisation d’alliages secrètement développés prohibe la caractérisation par une seconde entité. Le présent projet à pour objectif the permettre au RDDC Valcartier d’effectuer de faon indépendante la détermination des paramètres du modèle Johnson-Cook [1] [2] de matériaux ductiles. Pour arriver à ce point, le modèle Johnson-Cook est présenté à partir de la théorie de la mécanique de l’endommagement des milieux continus (CDM). La méthode de caractérisation proposée par Johnson et Cook dans les références [1] et [2] est introduite. Après quoi, les techniques et moyens expérimentaux nécessaires sont également décrits. Le reste du mémoire se concentre sur les paramètres statiques du modèle (A, B, n, D1, D2, et D3), puisqu’ils sont prédominants dans la modélisation de la mécanique de l’endommagement comparativement aux autres paramètres [2], [16], et [27]. Quelques lacunes sont observées dans la méthode proposée par les auteurs du modèle. Finalement, une amélioration est proposée pour la partie statique de la méthode de caractérisation. La technique utilisée pour cette proposition utilise le système photogrammétrique ARAMIS afin de mesurer les déformations locales des échantillons sur tout la plage de temps et de faciliter la corrélation avec les simulations numériques effectuées avec le code explicit Ls-Dyna. / This Master of Science thesis is realized for the Defence Research and Development for Canada (DRDC) Valcartier. In a military context, the capacity to characterise independently the material for numerical simulation is important for three reasons. First, the material used are not widely used as aeronautical and car industries material. Secondly, the material parameters militarily relevant are rarely published. Thirdly, the used of secretly developed alloys could prevent from its characterisation by an external entity. The aim of the present study is to allow the DRDC Valcartier to self-characterize ductile metals for their simulation with the model Johnson-Cook, proposed in [1] and [2]. To get to this point, the Johnson-Cook model is presented starting from the CDM theory. The characterization method proposed by Johnson and Cook in [1] and [2] is introduced. Then, the experimental tests and equipments are described. After what, the work is focused on the static parameters (A, B, n, D1, D2, and D3), since those parameters are predominant compared with others in damage mechanics [2], [16], and [27]. Few lacks are pointed out of the suggested method. Finally, an improvement of the static part of the characterization method is proposed and tested. This added part includes the used of the photogrammetry system ARAMIS to monitor the experimental tests and simulation of those tests with LS-Dyna.