Ce projet présente l’étude expérimentale de l’écoulement à la sortie du diffuseur d’une turbine de type bulbe. La technique de mesure d’anémométrie laser à effet Doppler (LDV) a été utilisée pour les trois montages expérimentaux, situés au-dessus et sur les deux côtés du diffuseur pour obtenir les trois composantes de vitesse. Une importante chute de rendement a été mesurée dans un modèle réduit d’une turbine de type bulbe opérant à forte charge. Des études précédentes ont relié la chute de performance avec les pertes du diffuseur, et en particulier avec la zone de séparation de l'écoulement aux parois du diffuseur. Dans la présente étude, l'écoulement a été étudié à la sortie de la trompette de la turbine, qui est une section du diffuseur qui permet de passer d'une section circulaire à une section rectangulaire. La turbine a été étudiée pour cinq conditions d'opération, qui représentent les différents phénomènes de l'écoulement à la sortie du diffuseur. En plus du champ de vitesse, l'analyse a été effectuée pour le coefficient d’intermittence de la vitesse débitante et pour la composante de la vorticité autour l’axe axial Z. Les résultats révèlent une zone contrarotative dans le diffuseur, qui s'intensifie avec l'ouverture des directrices. L'ouverture des directrices induit une modification aux phénomènes hydrauliques : à partir d'une recirculation de l'écoulement dans la zone centrale pour la condition d'opération à plus faible charge, vers un écoulement de retour induit par la séparation de l'écoulement aux parois pour les conditions d'opérations à forte charge. / This project presents the experimental study of the flow at the diffuser outlet of a bulb turbine. Measurements by laser Doppler velocimetry (LDV) were performed on three experimentals setups located above and on two sides of the diffuser to obtain the three velocity components. An important drop in turbine performances has been measured in a bulb turbine model operated at overload. Previous investigations have correlated the performance drop with diffuser losses, and particularly to the flow separation zone at the diffuser wall. In the present study, the flow has been investigated at the exit of the turbine, which is a diffuser section that transforms from a circular to a rectangular section. The turbine has been operated at five operating points, which are representative of different flow patterns at the diffuser exit. In addition to the average velocity field, the analysis has been conducted based on a backflow occurrence function and on the vorticity level. Results reveal a counter-rotating zone in the diffuser, which intensifies with the guide vanes opening. The guide vanes opening induces a modification of the flow phenomena: from a central backflow recirculation zone at the lowest flowrate to a backflow zone induced by flow separation at the wall at the highest flowrate.

Le contenu de ce mémoire traite du problème de gestion des stocks dans un réseau constitué de plusieurs sites de stockage de produits. Chaque site i gère son stock de manière autonome pour satisfaire une demande déterministe sur un horizon donné. Un stock maximum Si est tenu à chaque site i. Lorsque le point de commande si est atteint, une commande de taille Qi est placée au centre de distribution qui alimente tous les sites. Qi est telle que Qi = Si - si. La quantité Qi est livrée dans un délai connu Li. Si, à un instant donné, la demande Di au site i excède la quantité en main, le site i fait appel à un ou à plusieurs autres sites du réseau pour le transfert d’une quantité Xji (j = 1, 2, …, n). Ce transfert s’effectue selon un certain nombre de règles de jeu qui tiennent compte des coûts de transfert, de stockage, d’approvisionnement et de pénurie. Ce mémoire examine six principales contributions publiées dans la littérature pour évaluer les contributions d’un modèle collaboratif aux performances, en termes de coûts et de niveau de service, de chaque site du réseau. Cette investigation se limite à une configuration du réseau à deux échelons : un entrepôt central et n (n > 2) sites de stockage. Le cas des pièces de rechange, caractérisé par une demande aléatoire, est examiné dans trois chapitres de ce mémoire. Une autre application de ces stratégies à la collaboration entre n centres hospitaliers (n > 2) est également examinée dans ce travail. / The content of this paper deals with the inventory management problem in a network of many consumer products storage locations. Each location autonomously manages its stock to satisfy a deterministic demand over a given horizon. A maximum quantity of stock Si is held at each site i. When the reorder point si is reached, an order Qi is placed to the distribution center which supplies all sites. Qi is such that Qi = Si - si. The amount Qi is delivered with a known lead-time Li. If, at a given time, the Di demand at location i exceeds the on-hand inventory, the location i uses one or more other network locations for a lateral transshipment of a quantity Xji (j = 1, 2... n) from location j to location i. This lateral transhipment is made according to a number of rules that take into account transshipment cost, holding cost, replenishment cost and shortage cost. This thesis examines six key contributions published in the literature to assess the contributions of a collaborative model to performance, in terms of cost and service level, at each network location. This investigation is limited to a two-level network configuration: a central warehouse and n (n > 2) storage locations. The case of repairable spare parts, characterized by a random demand, is examined in three chapters of this memory. Another application of these strategies to collaboration between n hospitals (n> 2) is also examined in this work.

La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique de la neige sont deux paramètres essentiels pour effectuer l'analyse numérique du comportement thermique de milieux poreux. Plusieurs mesures de ces paramètres ont été effectuées successivement sur des échantillons de neiges compactées recueillis à l'Université Laval. La mesure de la conductivité thermique a été effectuée selon la méthode du fil chaud. Pour la perméabilité intrinsèque, un perméamètre à air à double mur fût conçu pour des expériences en laboratoire. La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique variaient respectivement de 1.1 x 10-8 à 8.0 x 10-11 m2 et de 0.09 à 0.48 W/mK pour des échantillons de neige ayant des porosités s'étalant entre 0.32 et 0.75. Les résultats se comparent bien avec ceux trouvés dans la littérature. Des modèles de prédiction des propriétés ont été examinés pour chacune des propriétés avec la porosité et le diamètre des grains.

Ce travail de maîtrise a pour objectif le développement, la construction et la validation d'une sonde de pression cinq trous instationnaire avec capteurs embarqués. Celle-ci s'intègre dans le programme de recherche du laboratoire de machines hydraulique de l'université Laval et vient compléter les systèmes de mesures P.I.V. et L.D.V. que le laboratoire possède déjà. La première phase de ce travail a été l'établissement d'un cahier des charges ainsi qu'une revue bibliographique sur les sondes du même type déjà existantes. Puis les deux phases principales de ce travail ont été les phases de conception et de construction de la sonde. Plusieurs modifications de plans ont été nécessaires afin d'arriver à une sonde la plus petite possible tout en respectant les nombreuses contraintes du cahier des charges de l'étalonnage et de la construction. La majeure partie de la construction a été effectuée à l'atelier du département de génie mécanique de l'université, mais le montage des capteurs ainsi que l'usinage de la tête de la sonde ont dû être sous-traités à des entreprises extérieures. L'étalonnage de la sonde a été réalisé en deux parties. La première partie est l'étalonnage des capteurs. Il a été réalisé au moyen d'un réservoir d'air comprimé, ce qui nous a aussi permis de vérifier l'étanchéité de la sonde. La seconde partie est l'étalonnage de la sonde elle-même, qui, pour des raisons de disponibilité n'a pu être réalisé dans un canal hydraulique mais dans un jet d'air calibré. L'utilisation de l'air a posé deux principaux problèmes : l'impossibilité d'atteindre les mêmes vitesses que dans l'eau (en similitude de Reynolds) et les pressions dynamiques mesurées sont beaucoup plus faibles dans l'air que dans l'eau. Pour les faibles vitesses on arrive à la limite de sensibilité des capteurs. Une autre série de mesures a permis de mettre en évidence les limites d'utilisation de la sonde selon cet étalonnage, soit 31 m /s dans l'air, équivalent à 2 m /s dans l'eau et une plage de direction pour l'angle d'écoulement entre ± 25° pouvant aller jusqu'à ± 45° suivant les conditions. Afin de valider totalement la sonde il faut encore réaliser des essais de réponse en fréquences et réaliser un système permettant d'étalonner la sonde dans un canal hydraulique afin de vérifier son comportement (vibrations) ainsi que la réponse des capteurs à 10 '7S. / This work is presented in partial fulfillment of a Master Degree. Its objectives arc the development, construction and validation of a five-hole probe with embedded sensors to measure non stationary pressures. This new measuring instrument will be used for the research programme of the Laboratory of hydraulic machines of Laval University. It is additional to the P.I.V. and L.D.V measurement Systems already existing at the laboratory. The first phase of this work consisted of the establishment of specifications as well as a bibliographical review of existing probes of the same type. Then two important phases of this work were the design and construction of the probe. Several design modifications were necessary in order to produce the smallest possible probe while respecting the many constraints of the specifications calibration and construction. The major portion of the actual construction was carried out at the workshop of the Mechanical Engineering Department of the University, but the assembly of the sensors as well as the machining of the probe head were sub-contracted to external firms. The calibration of the probe was carried out in two parts. The first part was the calibration of the sensors. This was done by means of a compressed air tank which allowed us to verify also if the probe is waterproof. The second part was the calibration of the probe it self, which, for reasons of availability, could not be produced in a hydraulic channel but in a gauged air jet. The use of air brought two principal problems: the impossibility of reaching the high speeds encountered in water (following similarity of Reynolds number) and a much weaker measured dynamic pressures in air than in water. For low speeds, one reaches the limit of sensitivity of the sensors. Another series of measurements made it possible to highlight the operational limits of the probe according to the calibrated zone, that is to say 31 m/s in the air corresponding to 2 m/s in water and the direction of the flow angle between ± 25°, and ± 45° for certain conditions. In order to completely validate the probe, it is still necessary to carry out tests for the frequency response and to build a hydraulic channel to check the probe's behavior regarding vibrations as well as to calibrate the response of the sensors up to 10 m/s.

Dans cette thèse, nous analysons le problème de l'intégration de la planification de production et de la maintenance préventive, ainsi que l'élaboration du système de contrôle de la qualité. Premièrement, on considère un système de production composé d'une machine et de plusieurs produits dans un contexte incertain, dont les prix et le coût changent d'une période à l'autre. La machine se détériore avec le temps et sa probabilité de défaillance, ainsi que le risque de passage à un état hors contrôle augmentent. Le taux de défaillance dans un état dégradé est plus élevé et donc, des coûts liés à la qualité s’imposent. Lorsque la machine tombe en panne, une maintenance corrective ou une réparation minimale seront initiées pour la remettre en marche sans influer ses conditions ou le processus de détérioration. L'augmentation du nombre de défaillances de la machine se traduit par un temps d'arrêt supérieur et un taux de disponibilité inférieur. D'autre part, la réalisation des plans de production est fortement influencée par la disponibilité et la fiabilité de la machine. Les interactions entre la planification de la maintenance et celle de la production sont incorporées dans notre modèle mathématique. Dans la première étape, l'effet de maintenance sur la qualité est pris en compte. La maintenance préventive est considérée comme imparfaite. La condition de la machine est définie par l’âge actuel, et la machine dispose de plusieurs niveaux de maintenance avec des caractéristiques différentes (coûts, délais d'exécution et impacts sur les conditions du système). La détermination des niveaux de maintenance préventive optimaux conduit à un problème d’optimisation difficile. Un modèle de maximisation du profit est développé, dans lequel la vente des produits conformes et non conformes, les coûts de la production, les stocks tenus, la rupture de stock, la configuration de la machine, la maintenance préventive et corrective, le remplacement de la machine et le coût de la qualité sont considérés dans la fonction de l’objectif. De plus, un système composé de plusieurs machines est étudié. Dans cette extension, les nombres optimaux d’inspections est également considéré. La fonction de l’objectif consiste à minimiser le coût total qui est la somme des coûts liés à la maintenance, la production et la qualité. Ensuite, en tenant compte de la complexité des modèles préposés, nous développons des méthodes de résolution efficaces qui sont fondées sur la combinaison d'algorithmes génétiques avec des méthodes de recherches locales. On présente un algorithme mimétique qui emploi l’algorithme Nelder-Mead, avec un logiciel d'optimisation pour déterminer les valeurs exactes de plusieurs variables de décisions à chaque évaluation. La méthode de résolution proposée est comparée, en termes de temps d’exécution et de qualités des solutions, avec plusieurs méthodes Métaheuristiques. Mots-clés : Planification de la production, Maintenance préventive imparfaite, Inspection, Qualité, Modèles intégrés, Métaheuristiques / In this thesis, we study the integrated planning of production, maintenance, and quality in multi-product, multi-period imperfect systems. First, we consider a production system composed of one machine and several products in a time-varying context. The machine deteriorates with time and so, the probability of machine failure, or the risk of a shift to an out-of-control state, increases. The defective rate in the shifted state is higher and so, quality related costs will be imposed. When the machine fails, a corrective maintenance or a minimal repair will be initiated to bring the machine in operation without influencing on its conditions or on the deterioration process. Increasing the expected number of machine failures results in a higher downtime and a lower availability rate. On the other hand, realization of the production plans is significantly influenced by the machine availability and reliability. The interactions between maintenance scheduling and production planning are incorporated in the mathematical model. In the first step, the impact of maintenance on the expected quality level is addressed. The maintenance is also imperfect and the machine conditions after maintenance can be anywhere between as-good-as-new and as-bad-as-old situations. Machine conditions are stated by its effective age, and the machine has several maintenance levels with different costs, execution times, and impacts on the system conditions. High level maintenances on the one hand have greater influences on the improvement of the system state and on the other hand, they occupy more the available production time. The optimal determination of such preventive maintenance levels to be performed at each maintenance intrusion is a challenging problem. A profit maximization model is developed, where the sale of conforming and non-conforming products, costs of production, inventory holding, backorder, setup, preventive and corrective maintenance, machine replacement, and the quality cost are addressed in the objective function. Then, a system with multiple machines is taken into account. In this extension, the number of quality inspections is involved in the joint model. The objective function minimizes the total cost which is the sum of maintenance, production and quality costs. In order to reduce the gap between the theory and the application of joint models, and taking into account the complexity of the integrated problems, we have developed an efficient solution method that is based on the combination of genetic algorithms with local search and problem specific methods. The proposed memetic algorithm employs Nelder-Mead algorithm along with an optimization package for exact determination of the values of several decision variables in each chromosome evolution. The method extracts not only the positive knowledge in good solutions, but also the negative knowledge in poor individuals to determine the algorithm transitions. The method is compared in terms of the solution time and quality to several heuristic methods. Keywords : Multi-period production planning, Imperfect preventive maintenance, Inspection, Quality, Integrated model, Metaheuristics

Dans le contexte actuel de protection des ressources naturelles de façon durable, la maîtrise des pulvérisations agricoles de pesticide est essentielle. La simulation numérique de tels écoulements est rendue indispensable tant les essais en champ sont difficiles. Dans le cadre du projet RECUPAIR, on cherche à construire, valider puis optimiser un modèle numérique pour simuler les écoulements dans une vigne. Pour éviter de modéliser la déformation du feuillage due au jet, nous avons construit puis validé successivement des modélisations à feuilles mixtes (une partie imperméable au centre et deux extrémités poreuses) puis totalement poreuses. L'optimisation de la perméabilité des feuilles est faite par comparaison statistique des vitesses moyennes avec des mesures en champ. Enfin, le rôle de l'écran récupérateur est examiné. Les comparaisons sont très satisfaisantes compte tenu des erreurs expérimentales et numériques. Cette nouvelle méthode de prévision de pulvérisation constitue donc une avancée intéressante dans le domaine agricole.

De nos jours la protection des réseaux logistiques représente un vrai défi. Dans la littérature, plusieurs travaux ont examiné ce problème et ont proposé des modèles pour la défense stratégique des réseaux logistiques. Habituellement, chaque réseau protège individuellement ses installations en utilisant ses propres moyens. Or, la protection collaborative de ces réseaux est susceptible d'engendrer une amélioration de l'utilité des stratégies de défense utilisées et une réduction des coûts de cette protection. Nous considérons, dans ce mémoire, un ensemble des réseaux logistiques qui ont accepté de collaborer pour améliorer leurs méthodes de protection. Tout d'abord, nous avons commencé par définir et appliquer un modèle de protection stratégique basé sur la théorie des jeux non coopératifs sur un ensemble de réseaux logistiques, afin de déterminer les stratégies de défenses qui seront adoptées individuellement par chaque réseau. Ce modèle a été ensuite étendu et modifié dans le cas où plusieurs réseaux logistiques décidèrent de collaborer pour améliorer l'utilité de leurs stratégies de défense. Ce modèle permet également, l'évaluation de l'utilité de cette coalition et la réduction des coûts générés grâce à la collaboration. Pour que cette collaboration soit durable et bénéfique pour tous les réseaux, nous devons allouer les coûts engendrés par cette coalition à tous les participants de façon équitable. Pour cela, nous appliquons plusieurs méthodes de partage des coûts issues de la théorie des jeux collaboratifs. Enfin, ces modèles seront appliqués pour le cas de deux réseaux logistiques.

Cette thèse présente des travaux récents relatifs à la modélisation d'impact de projectiles mous et le développement d'une méthode numérique sans maillage. En premier lieu, la théorie rattachée aux impacts d'oiseaux ainsi que les méthodes numériques et résultats expérimentaux disponibles sont donnés afin d'établir des normes pour les simulations d'impact d'oiseaux. Les connaissances générales concernant les impacts d'oiseaux sont ensuite améliorées par des tests récents qui utilisent un substitut pour l' oiseau. Une recette pour le substitut est donnée afin de servir de référence dans les procédures de certification pour les impacts d'oiseaux. Les résultats sont également fournis afin de valider les modèles numériques et promouvoir l'utilisation des outils numériques dans le design de structures aéronautiques ainsi que dans le processus de certification. Les détails du montage expérimental sont donnés ainsi qu'une analyse de la précision des résultats obtenus et quelques sources d'erreurs à éviter dans l'éventualité où d'autres tests auraient lieu. Finalement, la méthode sans maillage smoothed particles hydrodynamics (SPH) est modifiée afin qu'un algorithme maison puisse traiter le problème d'impact d'oiseaux. Afin de rencontrer cet objectif, des améliorations sont apportées à la formulation mathématique afin de traiter les problèmes d'instabilités numériques rapportés dans la littérature. Ensuite, des lois de comportement et des équations d'état ont été ajoutées. L'algorithme résultant peut être utilisé pour plusieurs types de problèmes, ce qui rend la méthode SPH très attrayantes pour les simulations numériques avec grandes déformations.

L’industrie de la construction est un des plus importants secteurs d’emploi au Canada. Cependant, son inertie rivalise avec sa taille, et cette constatation est visible par l’écart de productivité qui se creuse chaque année par rapport aux autres secteurs. Parmi les nombreuses recommandations à travers le monde et les années, l’augmentation de la présence des technologies revient régulièrement, notamment par l’adoption de méthodes et d’outils logiciels de conception, de planification et de gestion de projet plus avancées que le diagramme de Gantt sur papier. Cette maitrise se veut à la fois une entrée en matière pour les acteurs de la construction, et une base sur laquelle établir les prochaines avancées académiques dans le domaine de la planification des chantiers de construction. Afin d’y parvenir, quatre étapes ont été réalisées: une revue systématique de la littérature de 2008 à 2018, suivie d’une classification en trois figures des 28 outils trouvés, puis des entrevues semi-structurées sur les travaux réalisés jusqu’à maintenant et leurs suites. Finalement, un système d’aide à la décision a été conçu sur Excel afin d’accompagner les acteurs de l’industrie à travers les résultats de la recherche. Les contributions de ce mémoire sont : 1) Une revue systématique de la littérature de 2008 à 2018 sur les outils de planification assistée par ordinateur ; 2) Un répertoire d’idées et d’outils concernant la planification assistée par ordinateur dans l’industrie de la construction ; 3) Un outil convivial et portatif pour accéder aux résultats de cette recherche / The construction industry is one of the most important employment sectors in Canada. However, its inertia rivals its size, and this observation is visible in the productivity gap that widens each year compared to other sectors. Among the many recommendations around the world and over the years, an increase in the use of technologies is a recurring theme, particularly through the adoption of more advanced computer assisted design, planning and project management methods than the Gantt chart on paper. This Masters’ thesis is intended to be both an introduction for construction stakeholders and a basis on which to establish the next academic advances in the field of construction site scheduling. To achieve this, four steps were carried out: a systematic literature review from 2008 to 2018, followed by a three-figure classification of the 28 tools found, and semi-structured interviews on the work done up to date and its follow-up. Finally, a decision support system was set up in Excel to support industry players with research results. The contributions of this thesis are: 1) A systematic literature review from 2008 to 2018 on computer-assisted scheduling tools; 2) A directory of ideas and tools for computer-assisted scheduling in the construction industry; 3) A user-friendly and portable solution to browse the results of this research.

Cette maîtrise s'inscrit dans la continuité d'un projet multidisciplinaire de grande envergure se déroulant à l'Université LAVAL, qui a pour but d'analyser les différentes caractéristiques et d'étudier la faisabilité d'une nouvelle technologie de production d'énergie : l'hydrogénérateur à ailes oscillantes. On s'intéresse ici à l'étude expérimentale des forces hydrodynamiques créées par un écoulement d'eau autour de ces ailes. M. Jean-Frederick Faure ayant déterminé dans un précédent mémoire les différentes technologies permettant la mesure de ces forces, ce mémoire présente essentiellement les travaux concernant l'amélioration du montage (installation et étalonnage des nouveaux instruments de mesure) et les résultats et analyses découlant des différents essais réalisés. Des efficacités énergétiques supérieures à 30% ont pu être trouvées et comparées favorablement avec les valeurs de simulations numériques effectuées à l'Université Laval. Une campagne d'essai a en outre permis d'évaluer l'influence des différents paramètres du mouvement (fréquence de cycle, amplitudes de pilonnement et de tangage) sur cette efficacité.