Ces présents travaux de recherche portent sur le développement de nouveaux capteurs de déplacements à fibre optique monomode a modulation d'intensité causée par la présence de désalignements entre les fibres. À partir d'un fondement théorique rigoureux, des nouveaux principes de fonctionnement de capteurs sont développes. Des modèles analytiques d'efficacité de couplage optique entre faisceaux gaussiens sont utilisés. Un modèle basé sur une expression plus juste du mode de propagation fondamental de la fibre monomode et sur le phénomène de propagation d'un champ optique dans l'air libre est aussi développé à l'aide de la méthode de l'intégrale de recouvrement. Les performances expérimentales de deux capteurs sont évaluées et des directives de conception sont proposées. Ces capteurs sont caractérisés par un comportement linéaire, des possibilités de mesure multidimensionnelle, des performances adaptables a différentes applications et l'évitement des désavantages classiques des capteurs à modulation d'intensité. Une étude principalement théorique de quelques autres solutions est également réalisée. / The present research work relates to the development of novel fiber optic displacement sensors based on intensity modulation caused by the presence of misalignments between single-mode fibers. Starting from a rigorous theoretical base, working principles of new sensors are developed. Analytical models for the optical coupling efficiency of gaussian beams are used. A model based on a better expression of the fundamental propagation mode of single-mode fibers and on the optical field propagation phenomenon is developed using the overlap integral method. The experimental performances of two sensors are evaluated and design guidelines are proposed. These sensors are characterized by a linear behavior, possibilities of multidimensional measurement, adaptable performances to various applications and the avoidance of the classical drawbacks of intensity modulation based fiber optic sensors. A mainly theoretical study of other sensors is also achieved.

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Ce mémoire présente les résultats du travail de recherche effectué sur différents aspects d'un nouveau procédé d'électroérosion hybride dans l'air. Il fait suite à celui de Louis-François Marceau sur le développement d'un prototype de machine-outil utilisant l'électroérosion comme méthode d'usinage et celui de Martin Richard sur l'utilisation d'électrodes polystyrène-graphite. La première phase de recherche implique la création d'un montage permettant d'isoler et d'enregistrer le signal provenant du prototype afin d'obtenir des ondes exemptes de contamination pour l'analyse. Par la suite, la caractérisation des états du signal ainsi que son analyse fréquentielle ont permis de définir une nouvelle méthode de contrôle du procédé. Cette méthode pourra être utilisée en combinaison avec les travaux actuels sur le contrôle réalisés par le laboratoire de fabrication mécanique de l'université Laval. Parallèlement, un volet expérimental concernant la mise en fonctionnement d'un contrôleur de position pour le prototype a été mené. 11 s'agit d'un module permettant d'effectuer les diverses fonctions d'usinage, d'approche, de rinçage et de formage intermédiaire. Il interagit avec un montage d'acquisition et de traitement de données, qui lui achemine les commandes à l'aide de signaux analogiques et numériques. Le projet actuel ne vise pas l'optimisation du procédé, mais bien le passage vers une nouvelle génération du prototype offrant une architecture ouverte et de meilleures possibilités technologiques. Il constitue une étape vers l'atteinte de l'objectif principal du laboratoire, soit le développement d'une machine à électroérosion automatisée utilisant son propre algorithme de contrôle pour réaliser l'usinage de finition de moules.

Dans ce travail, nous traitons de différentes questions relatives à la technologie RFID (Radio Frequency Identification). Compte tenu de préoccupations du moment, nous abordons les concepts généraux et la stratégie de la mise en régime. Dans les concepts généraux, nous donnons les différentes définitions, le principe de base, le fonctionnement, les avantages et inconvénients, un large éventail des applications dans plusieurs domaines, la standardisation, la normalisation, la traçabilité, la mise en régime et l'analyse de rentabilisation. La deuxième partie du travail est consacrée à l'application de la technologie RFID au domaine de la maintenance. Nous présentons dans cette partie, les documentations et activités de la maintenance d'une manière générale. Nous donnons de modèles de configurations de la technologie RFID applicables au domaine de la maintenance. Nous proposons pour illustrer les différents concepts, de configurations permettant l'identification, la localisation et la traçabilité

Les consommateurs actuels, tout autant les individus que les entreprises, accroissent sans cesse leurs besoins pour des produits performants, fiables, et d'aspect visuel irréprochable. Cette demande pour la qualité impose aux fabricants le respect de dimensions précises et de géométries souvent complexes. C'est ainsi qu'origine l'apparition d'instruments d'inspection toujours plus sophistiqués. Les industries automobiles et aérospatiales figurent parmi les domaines qui nécessitent des appareils à la fois précis, automatisés et polyvalents. Le présent mémoire propose le développement de l'axe principal d'un robot de mesure; instrument conçu pour la saisie et le traitement de coordonnées, le tout avec une précision de quelques millièmes de millimètre. Cette recherche est supportée par une firme spécialisée en métrologie Multisigma inc. - qui souhaite par le biais de ce partenariat développer un nouvel appareil de mesure à grand rapport précision/prix. L'idée est de revoir entièrement tous les aspects d'une machine de mesure de coordonnées (CMM) afin d'en maximiser les performances tout en minimisant les coûts de production. La pierre angulaire de ce nouvel appareil est la conception d'un mécanisme de coulissement linéaire pouvant atteindre de grandes longueurs par la juxtaposition de sections courtes, tout en étant rigide et répétitif. L'ajout subséquent de la motorisation viendra permettre le contrôle de l'axe par un ordinateur. La précision finale de la mesure repose sur la définition de schèmes de compensations des erreurs géométriques, thermiques, ainsi que des déformations liées au chargement.

Un système multiagents (SMA) est constitué de plusieurs agents qui interagissent dans un environnement pour atteindre leurs objectifs. Une interaction peut être une coopération si les agents coopèrent. L'interaction peut aussi être une négociation si les agents sont en compétition. Il est toutefois possible que les agents soient situés dans un environnement semi compétitif où ils peuvent, à la fois, coopérer et être en compétition. Dans ce mémoire, nous présentons un modèle dynamique de pilotage d'un SMA semicompétitif qui permet à l'agent de choisir ses partenaires d'interaction et d'élaborer son comportement vis-à-vis des agents. Le modèle ainsi développé est basé sur l'évaluation de la réputation des agents. Si l'agent est bien réputé, alors il constituera un bon partenaire d'interaction. L'évaluation de la réputation est effectuée à partir de plusieurs sources d'informations comme l'historique des expériences directes avec l'agent à évaluer, et le témoignage des autres agents de la société classés selon des groupes. Le modèle dynamique de pilotage a été validé en considérant les trois scénarios les plus représentatifs du contexte étudié. Le premier scénario suppose qu'il n'existe aucune collaboration entre les agents (1). Le deuxième scénario implique les agents dans une relation de compétition (2). Enfin, le troisième scénario utilise le modèle dynamique de pilotage pour permettre à l'agent de choisir son comportement vis-à-vis ses partenaires d'interaction (3). Les résultats de la simulation ont montré que les agents ayant des bonnes réputations ont gagné en termes d'utilité. / A multi-agent system (MAS) consists of several agents interacting in an environment to achieve their goals. An interaction can be cooperation if the agents cooperate. It can be also a negotiation if the agents are in competition. However, it is possible that the agents are located in a semi-competitive environment. They can both be in competition and cooperate. In this memory, we present a dynamic model of piloting a semicompetitive MAS which allows the agent to choose its interaction partners and to define its behaviour towards the agents. This developed model is based on the evaluation of the reputation of the agents. If the agent has a good reputation, then it will be considered as a good interaction partner. The evaluation of the reputation is carried out starting from several sources of information like the direct experience with the evaluated agent and the witness of the other agents. The dynamic model was validated by a simulation of three scenarios. The first scenario supposes that there is not any collaboration between the agents. The second scenario implies the agents in competition. Lastly, the third scenario uses the dynamic model of piloting to allow agent to choose its behaviour toward its interaction partners. The simulation results showed that the agents having good reputations improved their utility.

Ce mémoire présente les résultats de la première étape d'une étude sur un jet circulaire turbulent faiblement chauffé et confiné. Ces travaux, réalisés d'août 2004 à mai 2006, ont mené au développement d'une nouvelle approche expérimentale pour l'étude des jets circulaires confinés. L'étude a été réalisée dans trois enceintes de surfaces différentes, permettant ainsi d'étudier le comportement d'un jet faiblement confiné (pour (An)05 = 42 D) à celui d'un jet moyennement confiné (pour (AR)0,5 = 30Det20D). Les profils de la vitesse et de la température moyennes du jet ont été mesurés et comparés avec des résultats expérimentaux issus de la littérature. Ces essais ont permis d'établir que le jet est autosimilaire à une distance d'environ x/D = 20 en aval de la sortie. La plupart des mesures ont été effectuées dans la région auto-similaire, c'est-à-dire à des distances supérieures à x/D = 20. L'objectif était de vérifier l'effet du nombre de Reynolds sur la diffusion du jet dans la région où la turbulence est pleinement développée. Le mémoire présente aussi une étude expérimentale dans la zone la plus proche de la sortie du jet dénommée "cône potentiel", ainsi que la mesure de l'ordre de grandeur des échelles de Kolmogorov dans la région auto-similaire du jet.

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.

Cette étude traite de l'optimisation de deux types de collecteurs solaires, soit du collecteur solaire plan et du collecteur solaire vertical poreux. Essentiellement, le collecteur solaire plan est disposé sur une surface plane horizontale ou inclinée, et permet de capter la radiation solaire pour la transférer sous forme de chaleur à un fluide circulant par convection forcée dans un ou des tuyaux sous la plaque absorbante. La problématique consiste à déterminer la distribution optimale en termes de géométrie, de matériaux et de régime d'opération dans le but d'une part de maximiser l'efficacité énergétique du système et d'autre part de minimiser le coût total annualisé du système. Cette étude est effectuée sur une période annuelle en considérant les conditions climatiques mensuelles moyennes de la région de Québec. Un modèle mathématique permettant de résoudre analytiquement ce problème est élaboré dans le but de réaliser numériquement l'optimisation énergétique alors que les algorithmes génétiques (AG) sont utilisés pour réaliser l'optimisation économique du collecteur solaire plan. Pour ce qui est du collecteur vertical poreux, il est constitué de deux plaques verticales dont l'une reçoit de la radiation solaire. L'écoulement entre les plaques peut être généré naturellement par le réchauffement du fluide ou encore peut être amplifié par l'ajout d'un système de pompage externe. Les champs de vitesse et de température sont déterminés par la résolution numérique des équations de NavierStokes adaptées pour un écoulement en milieu poreux et l'équation de la conservation de l'énergie, utilisant la technique des volumes finis. L'optimisation de paramètres géométriques ainsi que d'un paramètre d'opération est finalement réalisée en considération de différents écoulements dans le but de maximiser le transfert d'énergie au fluide. / Solar energy is currently regarded as a way to reduce the impact on global Earth warming of the increasing energetic needs. Solar heating is investigated in this paper with the study of two kinds of solar heat collectors. The optimal configuration of a solar flat plate collector that allows maximum heat transfer from solar radiation to the fluid circulating within the System is investigated with consideration of pumping power needed to operate in an optimal regime. The study is done for a collector working over an entire year in Québec City. Shape factor and number of elementary collectors are optimized under mass, absorbing surface area and pipes volume constraints. An economic analysis of the flat plate collector is next considered, for which dimensioning the system becomes possible. Economic performance is maximized with a numeric code, using a genetic algorithm (GA). A thermal limit is added for this case and mass, absorbing surface area, pipes volume, material, number of glass covers, form factor and the number of elementary collectors are optimized with the objective of minimizing the total annual cost of the flat plate collector. Next, the thermal performance of a porous solar wall is investigated. The system studied is a porous media between two vertical plates in which a fluid circulates. The fluid is driven by natural convection resulting from the heating of one vertical plate. The thermal performance is evaluated with a CFD code based on the finite volume approach. Shape factor is optimized and the possibility of adding a pumping system is studied to increase thermal performance.

L'objectif principal de ce mémoire est de mettre à jour les étapes parcourues dans la synthèse de mécanismes pour une génératrice éolienne/hydrolienne à ailes oscillantes. En effet, l'utilisation d'ailes oscillant dans un écoulement d'air ou d'eau afin d'en extraire de l'énergie nécessite un contrôle par un mécanisme contraignant cette dite oscillation. Une architecture doit donc être conçue afin d'imposer le mouvement adéquat de tangage et de pilonnement aux ailes, en plus de transférer aux alternateurs l'énergie cinétique extraite. De ce fait, l'analyse de l'aile oscillante à auto-compensation, un mécanisme proposé dans la littérature, est d'abord conduite. Deux lacunes sont ainsi identifiées : le manque d'adaptabilité du système à l'environnement et l'impossibilité d'atteindre des amplitudes de tangage supérieures à 62 °. S'ensuit alors une recherche de solutions pouvant procurer les mouvements établis qui se solde en l'élaboration de deux architectures à deux degrés de liberté : Valkyrie 2 et AEGIR. L'examen de celles-ci révèle ensuite que Valkyrie 2 est plus difficile à contrôler qu'AEGIR, puisque ce dernier possède une commande découplée. De son côté, Valkyrie 2 utilise seulement des barres et des liaisons rotoïdes, ce qui est un avantage du point de vue de l'efficacité énergétique. En étudiant par la suite la possibilité d'utiliser ces mécanismes dans des systèmes tandem, l'avantage du contrôle découplé d'AEGIR se fait plus important, puisqu'il est plus facile de diriger l'orientation des ailes par le pivot central à l'aide de courroies plutôt que par de nombreuses membrures. Finalement, la proposition d'ajouter des masses décentrées au système AEGIR tandem est apportée afin d'améliorer l'allure de la courbe de puissance en sortie du système.