L’augmentation de l’efficacité des turbines fonctionnant sur un cycle de Brayton récupéré passe par l’augmentation de la température des gaz d’admission. Cependant, les pales métalliques doivent être massivement refroidies afin de supporter des températures dépassant les 1600 K. Une nouvelle configuration utilisant des pales en céramiques supportées par une jante de composite et un moyeu flexible supporte des températures de plus de 1600 K sans refroidir les pales. La configuration maintient les pales en compression durant la rotation de la turbine évitant le bris de la céramique lorsque soumise à la tension. La jante de composite ne doit pas dépasser 600 K, nécessitant un système de refroidissement. L’utilisation d’un refroidissement par film sur la paroi de bout de pales permet de réduire de 30 % le flux thermique traversant la paroi. Dans une configuration classique d’une turbine, les pales ne sont pas supportées par leur bout, faisant en sorte qu’aucune recherche ne porte sur le refroidissement par film de la paroi de bout de pales. Les multiples recherches faites sur le refroidissement par film des différentes composantes d’une turbine montrent que la rotation de la turbine et la courbure des surfaces à protéger influence l’efficacité du refroidissement par film. Ce projet de maitrise vise à expliquer comment le champ centrifuge créé par la rotation de la turbine et la courbure de la paroi de bout de pales affectent le refroidissement par film. Une analyse de stabilité de gaz stratifiés, confinés entre deux parois et ayant une injection de gaz à l’une des parois explique théoriquement comment la vitesse des gaz, le champ centrifuge et la vitesse d’injection influencent la stabilité des gaz stratifiés. Le champ centrifuge augmente la plage de longueur d’onde de perturbations que peut tolérer le système sans être déstabilisé, alors qu’une différence de vitesse entre les gaz déstabilise le système. La vitesse d’injection doit être réduite au minimum puisqu’elle déstabilise le système. Les résultats de cette analyse ont été vérifiés expérimentalement dans un canal courbé. Les tests montrent que l’injection normale à l’écoulement ne permet pas de stratifier deux gaz, alors qu’une injection parallèle entraine une stratification qui prend plus de 37 𝑚𝑚 à se mélanger, soit plus du double de la longueur du rotor de la turbine étudiée dans ce projet. Cependant, en raison du couplage entre la vitesse des gaz et le champ centrifuge qu’impose un canal courbé, il est impossible d’observer l’effet du champ centrifuge et de la différence de vitesse entre les gaz indépendamment, indiquant la nécessité de concevoir un banc d’essai rotatif pour de futurs tests. Une analyse thermique du refroidissement par film de la paroi de bout de pales relie le flux thermique traversant la paroi au débit massique de gaz de refroidissement et à la température de la paroi. Cette analyse, fait le lien entre le refroidissement par film et le refroidissement par ailettes séparant la jante de composite de la paroi de bout de pales.

La production d'énergie décentralisée peut réduire à la fois les émissions, le coût énergétique, les pertes de transmission et de distribution associés aux grandes centrales énergétiques. Les microturbines, turbines à gaz inférieures à 1 MW, peuvent se développer dans le marché de la décentralisation à condition d'augmenter significativement leur efficacité. L’approche poursuivie est l’augmentation de la température de combustion de 1200 à 1600K dans un cycle récupéré. Le refroidissement de pales métalliques pour des microturbines récupérées nécessiterait une grande quantité d’air et réduirait l’efficacité. Le passage vers des matériaux réfractaires comme la céramique est nécessaire. Pour augmenter la fiabilité des turbines en céramique, les pales sont maintenues en compression par une jante en polymère renforcé de fibres de carbone dans un rotor renversé. La protection thermique du plastique est assurée par l'action combinée d'ailettes de refroidissement placées entre les pales et la jante et par un flux d'air froid purgé du compresseur vers les ailettes. L'étude présentée ici prédit les performances de cycle pour les turbines en céramique renversées. Un modèle numérique est construit à partir du cycle de Brayton dans lequel le bilan thermodynamique pour la turbine inclut les pertes énergétiques associées au concept. Les pertes modélisées sont les pertes de chaleur dans la turbine, la friction aérodynamique du rotor, les fuites d’air et de gaz, le pompage d’air de refroidissement. Les résultats montrent que l'efficacité du moteur peut atteindre 45% (avec un écart type de 1%), ce qui représente près de 8 points de gain sur les efficacités des microturbines commerciales (tous cycles thermodynamiques confondus). Les pertes associées au concept de turbine renversée ne dépassent pas 15 kW pour un moteur de 240 kW. Le débit d'air pour maintenir la jante à 600 K ne dépasse pas 6% de l'écoulement principal et la jante est soumise à 75% de la tension maximale tolérable par la fibre. Une turbine renversée est donc un concept qui offre le potentiel de révolutionner la production d'énergie distribuée en permettant d'égaler l'efficacité des génératrices Diesel.

Les classes inversées et renversée se sont depuis peu fait une place parmi les dispositifs pédagogiques. La classe inversée est un pari qui mise sur le fait que les étudiants joueront le jeu, et qu’ils parviendront à « construire leurs apprentissages » notamment pendant le temps à distance, où ils travaillent « en autonomie ». Or l’autonomie présentée comme un objectif à atteindre, serait plutôt un prérequis. Cependant, elle est aussi un des besoins fondamentaux, au coeur de la motivation humaine. Toute la question est donc de savoir quelle part d’autonomie il faudrait laisser aux apprenants en classes inversées, pour susciter la motivation sans nuire à l’apprentissage. En classe renversée, il s’agit de savoir comment faire pour que les étudiants parviennent à gérer la charge cognitive occasionnée par ce dispositif très engageant. Après avoir exposé les théories et modèles de la motivation et de l’apprentissage autorégulé, nous nous intéresserons à l’apprentissage en tant qu’activité cognitive et métacognitive, en particulier dans le champ de la recherche informationnelle. La thèse montre que l’autoévaluation est susceptible d’enclencher la dimension cognitive, motivationnelle et autorégulatoire de l’apprentissage en classes inversées et renversée. / Flipped and reversed classrooms recently came up among instructional designs. In flipped classrooms, students are expected to be fully engaged, even during remote time when they work on their own in an autonomous fashion. But autonomy rather seems to be a prerequisite although presented as a goal. However, autonomy is also one of the human basic needs according to current motivation’s models. Therefore, the question is to determine what proportion of autonomy should beleft to students in flipped classrooms to stimulate motivation without negative effect on learning. In the reversed classroom, which is cognitively a very engaging design, the main concern is to determine how it is possible to help students managing both motivation and the cognitive load. We first present theories and models of motivation and self-regulated learning, then we address the learning process as a cognitive and metacognitive activity. Our research takes place in the field of information seeking. There, we will show that self-assessment is likely to trigger the cognitive, motivational and self-regulatory dimensions of learning, in flipped and reversed classrooms.

Dans ce mémoire, nous étudions le problème de l'estimation de la variance pour les estimateurs par double dilatation et de calage pour l'échantillonnage à deux phases. Nous proposons d'utiliser une décomposition de la variance différente de celle habituellement utilisée dans l'échantillonnage à deux phases, ce qui mène à un estimateur de la variance simplifié. Nous étudions les conditions sous lesquelles les estimateurs simplifiés de la variance sont valides. Pour ce faire, nous considérons les cas particuliers suivants : (1) plan de Poisson à la deuxième phase, (2) plan à deux degrés, (3) plan aléatoire simple sans remise aux deux phases, (4) plan aléatoire simple sans remise à la deuxième phase. Nous montrons qu'une condition cruciale pour la validité des estimateurs simplifiés sous les plans (1) et (2) consiste à ce que la fraction de sondage utilisée pour la première phase soit négligeable (ou petite). Nous montrons sous les plans (3) et (4) que, pour certains estimateurs de calage, l'estimateur simplifié de la variance est valide lorsque la fraction de sondage à la première phase est petite en autant que la taille échantillonnale soit suffisamment grande. De plus, nous montrons que les estimateurs simplifiés de la variance peuvent être obtenus de manière alternative en utilisant l'approche renversée (Fay, 1991 et Shao et Steel, 1999). Finalement, nous effectuons des études par simulation dans le but d'appuyer les résultats théoriques. / In this thesis we study the problem of variance estimation for the double expansion estimator and the calibration estimators in the case of two-phase designs. We suggest to use a variance decomposition different from the one usually used in two-phase sampling, which leads to a simplified variance estimator. We look for the necessary conditions for the simplified variance estimators to be appropriate. In order to do so, we consider the following particular cases : (1) Poisson design at the second phase, (2) two-stage design, (3) simple random sampling at each phase, (4) simple random sampling at the second phase. We show that a crucial condition for the simplified variance estimator to be valid in cases (1) and (2) is that the first phase sampling fraction must be negligible (or small). We also show in cases (3) and (4) that the simplified variance estimator can be used with some calibration estimators when the first phase sampling fraction is negligible and the population size is large enough. Furthermore, we show that the simplified estimators can be obtained in an alternative way using the reversed approach (Fay, 1991 and Shao and Steel, 1999). Finally, we conduct some simulation studies in order to validate the theoretical results.

Dans ce mémoire, nous étudions le problème de l'estimation de la variance pour les estimateurs par double dilatation et de calage pour l'échantillonnage à deux phases. Nous proposons d'utiliser une décomposition de la variance différente de celle habituellement utilisée dans l'échantillonnage à deux phases, ce qui mène à un estimateur de la variance simplifié. Nous étudions les conditions sous lesquelles les estimateurs simplifiés de la variance sont valides. Pour ce faire, nous considérons les cas particuliers suivants : (1) plan de Poisson à la deuxième phase, (2) plan à deux degrés, (3) plan aléatoire simple sans remise aux deux phases, (4) plan aléatoire simple sans remise à la deuxième phase. Nous montrons qu'une condition cruciale pour la validité des estimateurs simplifiés sous les plans (1) et (2) consiste à ce que la fraction de sondage utilisée pour la première phase soit négligeable (ou petite). Nous montrons sous les plans (3) et (4) que, pour certains estimateurs de calage, l'estimateur simplifié de la variance est valide lorsque la fraction de sondage à la première phase est petite en autant que la taille échantillonnale soit suffisamment grande. De plus, nous montrons que les estimateurs simplifiés de la variance peuvent être obtenus de manière alternative en utilisant l'approche renversée (Fay, 1991 et Shao et Steel, 1999). Finalement, nous effectuons des études par simulation dans le but d'appuyer les résultats théoriques. / In this thesis we study the problem of variance estimation for the double expansion estimator and the calibration estimators in the case of two-phase designs. We suggest to use a variance decomposition different from the one usually used in two-phase sampling, which leads to a simplified variance estimator. We look for the necessary conditions for the simplified variance estimators to be appropriate. In order to do so, we consider the following particular cases : (1) Poisson design at the second phase, (2) two-stage design, (3) simple random sampling at each phase, (4) simple random sampling at the second phase. We show that a crucial condition for the simplified variance estimator to be valid in cases (1) and (2) is that the first phase sampling fraction must be negligible (or small). We also show in cases (3) and (4) that the simplified variance estimator can be used with some calibration estimators when the first phase sampling fraction is negligible and the population size is large enough. Furthermore, we show that the simplified estimators can be obtained in an alternative way using the reversed approach (Fay, 1991 and Shao and Steel, 1999). Finally, we conduct some simulation studies in order to validate the theoretical results.

L'imputation est souvent utilisée dans les enquêtes pour traiter la non-réponse partielle. Il est bien connu que traiter les valeurs imputées comme des valeurs observées entraîne une sous-estimation importante de la variance des estimateurs ponctuels. Pour remédier à ce problème, plusieurs méthodes d'estimation de la variance ont été proposées dans la littérature, dont des méthodes adaptées de rééchantillonnage telles que le Bootstrap et le Jackknife. Nous définissons le concept de double-robustesse pour l'estimation ponctuelle et de variance sous l'approche par modèle de non-réponse et l'approche par modèle d'imputation. Nous mettons l'emphase sur l'estimation de la variance à l'aide du Jackknife qui est souvent utilisé dans la pratique. Nous étudions les propriétés de différents estimateurs de la variance à l'aide du Jackknife pour l'imputation par la régression déterministe ainsi qu'aléatoire. Nous nous penchons d'abord sur le cas de l'échantillon aléatoire simple. Les cas de l'échantillonnage stratifié et à probabilités inégales seront aussi étudiés. Une étude de simulation compare plusieurs méthodes d'estimation de variance à l'aide du Jackknife en terme de biais et de stabilité relative quand la fraction de sondage n'est pas négligeable. Finalement, nous établissons la normalité asymptotique des estimateurs imputés pour l'imputation par régression déterministe et aléatoire. / Imputation is often used in surveys to treat item nonresponse. It is well known that treating the imputed values as observed values may lead to substantial underestimation of the variance of the point estimators. To overcome the problem, a number of variance estimation methods have been proposed in the literature, including appropriate versions of resampling methods such as the jackknife and the bootstrap. We define the concept of doubly robust point and variance estimation under the so-called nonresponse and imputation model approaches. We focus on jackknife variance estimation, which is widely used in practice. We study the properties of several jackknife variance estimators under both deterministic and random regression imputation. We first consider the case of simple random sampling without replacement. The case of stratified simple random sampling and unequal probability sampling is also considered. A limited simulation study compares various jackknife variance estimators in terms of bias and relative stability when the sampling fraction is not negligible. Finally, the asymptotic normality of imputed estimator is established under both deterministic and random regression imputation.

L'imputation est souvent utilisée dans les enquêtes pour traiter la non-réponse partielle. Il est bien connu que traiter les valeurs imputées comme des valeurs observées entraîne une sous-estimation importante de la variance des estimateurs ponctuels. Pour remédier à ce problème, plusieurs méthodes d'estimation de la variance ont été proposées dans la littérature, dont des méthodes adaptées de rééchantillonnage telles que le Bootstrap et le Jackknife. Nous définissons le concept de double-robustesse pour l'estimation ponctuelle et de variance sous l'approche par modèle de non-réponse et l'approche par modèle d'imputation. Nous mettons l'emphase sur l'estimation de la variance à l'aide du Jackknife qui est souvent utilisé dans la pratique. Nous étudions les propriétés de différents estimateurs de la variance à l'aide du Jackknife pour l'imputation par la régression déterministe ainsi qu'aléatoire. Nous nous penchons d'abord sur le cas de l'échantillon aléatoire simple. Les cas de l'échantillonnage stratifié et à probabilités inégales seront aussi étudiés. Une étude de simulation compare plusieurs méthodes d'estimation de variance à l'aide du Jackknife en terme de biais et de stabilité relative quand la fraction de sondage n'est pas négligeable. Finalement, nous établissons la normalité asymptotique des estimateurs imputés pour l'imputation par régression déterministe et aléatoire. / Imputation is often used in surveys to treat item nonresponse. It is well known that treating the imputed values as observed values may lead to substantial underestimation of the variance of the point estimators. To overcome the problem, a number of variance estimation methods have been proposed in the literature, including appropriate versions of resampling methods such as the jackknife and the bootstrap. We define the concept of doubly robust point and variance estimation under the so-called nonresponse and imputation model approaches. We focus on jackknife variance estimation, which is widely used in practice. We study the properties of several jackknife variance estimators under both deterministic and random regression imputation. We first consider the case of simple random sampling without replacement. The case of stratified simple random sampling and unequal probability sampling is also considered. A limited simulation study compares various jackknife variance estimators in terms of bias and relative stability when the sampling fraction is not negligible. Finally, the asymptotic normality of imputed estimator is established under both deterministic and random regression imputation.