Le bruit généré par les machines tournantes telles que les hélices, les ventilateurs ou encore les turbomachines est une problématique actuelle importante sur laquelle les industriels sont amenés à travailler. En effet, afin de faire face à l'exigence grandissante des consommateurs, mais aussi à la multiplication des normes environnementales en termes d'acoustique, ils sont amenés à travailler sur le développement de moyens de réduction de bruit afin de diminuer les sources acoustiques de ces systèmes. L'objectif de cette maîtrise est de concevoir une maquette de profil de pale de ventilateur modulable et instrumentée afin de pouvoir recevoir différents moyens de réduction de bruit. Les deux solutions de contrôle qui sont utilisées dans le cadre de ce projet sont deux moyens passifs: le soufflage qui consiste à souffler de l'air sur le bord de fuite de la pale et l'utilisation de dents de scie sur le bord de fuite. Cette maquette est ensuite testée dans la soufflerie anéchoïque du laboratoire du GAUS (Groupe d'Acoustique de l'Université de Sherbrooke) afin d'étudier les effets acoustiques et aérodynamiques de ces différents moyens de réduction de bruit. Les dents de scie montrent une réduction acoustique allant jusqu'à 10 dB sur une plage fréquentielle croissante avec la vitesse de l'écoulement pour un angle d'attaque compris entre 0° et 8°. Le bruit tonal est également fortement atténué par la présence des dents de scie. Pour les forts angles d'attaque, le régime d'écoulement est pleinement turbulent et aucune réduction de bruit n'apparaît. Les mesures aérodynamiques montrent que les dents de scie permettent d'augmenter le mélange au niveau du bord de fuite du profil. Le soufflage montre également une réduction acoustique allant jusqu'à 8 dB à basse fréquence pour les faibles vitesses (<24 m/s) et pour les angles d'attaques allant jusqu'à 8°. Cependant, une forte augmentation du bruit à haute fréquence est engendrée par le bruit du jet de soufflage. D'un point de vue aérodynamique, le soufflage permet d'ajouter de l'énergie au sillage et de l'affiner. Il réduit fortement la taille des fluctuations de vitesse à l'extrados du profil.

Des asynchronies patient-ventilateur sont fréquemment observées en ventilation assistée. Objectif : Déterminer l'incidence et les facteurs favorisants des asynchronies, venant du patient, du ventilateur ou des réglages, et préciser le réglage optimal du ventilateur. Méthodes : Nous avons évalué l'incidence des asynchronies avec une méthode simple et non invasive basée sur l'analyse des courbes du ventilateur. Chez les patients qui présentaient des efforts inefficaces, nous avons mesuré l'effort inspiratoire avec une sonde œsophagienne afin d'optimiser le réglage du ventilateur. Nous avons évalué l'impact du mode ventilatoire sur la qualité du sommeil avec une polysomnographie complète. Enfin, tous les ventilateurs de réanimation ont été testés sur banc afin de comparer les performances en termes de trigger et pressurisation. Résultats : Près d'un quart des patients présentaient des asynchronies fréquentes. La durée de ventilation de ces patients était plus longue et le sevrage plus difficile. Les efforts inefficaces, qui représentaient les asynchronies les plus fréquentes, étaient favorisés par une assistance ventilatoire excessive. La réduction du niveau d'aide inspiratoire (AI) permettait d'éliminer quasi-complètement les efforts inefficaces, sans augmenter l'effort inspiratoire et sans modifier la vraie fréquence respiratoire du patient. Le mode ventilatoire n'avait pas d'influence sur la qualité du sommeil et les asynchronies. Les efforts inefficaces survenaient aussi bien en AI qu'en ventilation assistée contrôlée. Avec un niveau d'AI adéquat, les apnées centrales étaient peu nombreuses et n'avaient pas d'influence sur la qualité du sommeil. Les performances insuffisantes observées avec certains ventilateurs peuvent également altérer la synchronisation. Conclusion : Les asynchronies patient-ventilateur sont fréquentes et associées à une durée de ventilation prolongée. Une " dose de ventilation " excessive favorise les efforts inefficaces, mais un réglage optimal du ventilateur permet de minimiser ces asynchronies. Cette thèse est un support pour déterminer dans une étude plus large si une synchronisation adéquate peut réduire la durée de ventilation.

Les constructeurs se préoccupent de plus en plus du bruit généré par leurs produits, que ce soit dans le domaine de l’automobile, de l’aéronautique ou récemment de l’électroménager, à cause des réglementations beaucoup plus strictes en termes de niveau sonore. Mais au-delà du bruit, la demande des utilisateurs ou de la population, concerne encore davantage la qualité sonore.Dans l’équipement électroménager, la chaudière hybride innovante développée par e.l.m. leblanc est un produit très intéressant sur le plan énergétique, puisqu’à la chaudière à gaz à condensation est associée une pompe à chaleur dans un encombrement réduit. Cette dernière a un coefficient de performance de 3,7 (3,7 kW/h fourni pour une consommation d’1kW/h électrique), elle permet ainsi une grande économie sur la facture de l’utilisateur.Cependant, son niveau sonore élevé empêche son installation dans des pièces de vie, comme la cuisine, limitant ainsi la conquête d’un plus vaste marché. Il faudrait que son bruit soit environ 40 fois moins fort pour répondre au niveau réglementaire. La conception d’une nouvelle génération de chaudière hybride a été l’occasion de lancer cette étude visant non seulement à réduire le niveau sonore, mais également à sculpter le son, afin de le rendre moins gênant.Une nouvelle approche, appelée Acoustique Prévisionnelle des SYstèmes Dynamiques (APSYD), a été utilisée et a servi de fil conducteur à notre étude. Elle permet de prendre en compte les critères acoustiques, vibratoires et également ceux de la qualité sonore, très en amont dans la conception d’un produit, ce qui évite de coûteuses modifications, ou même le rejet du produit fini, s’il est jugé trop bruyant.Dans ce travail de thèse, des mesures acoustiques et vibratoires sur les chaudières hybrides existantes ont été réalisées et analysées pour identifier les modifications optimales susceptibles de diminuer le bruit. Des solutions ont été proposées et leurs effets ont été évalués par des mesures. Le niveau sonore réglementaire a été atteint avec les dispositions que nous avons proposées.Pour intégrer la composante qualité sonore dans la conception, des tests d’écoute ont été réalisés pour identifier la cible sonore de la nouvelle chaudière hybride. Des analyses statistiques (ACP, AFC, ANOVA) ont permis de faire ressortir les paramètres qui interviennent, parfois de manière très fine, sur le ressenti sonore. Nous avons également testé l’effet de l’insertion d’une sonorité musicale et nous avons trouvé une corrélation entre l’agrément du bruit de l’appareil et ce paramètre.Ce constat a orienté la thèse vers le développement d’une méthode originale permettant de définir les paramètres physiques d’un ventilateur pour qu’il génère une sonorité musicale donnée. Pour cela, nous avons proposé une nouvelle démarche semi-expérimentale permettant de prédire le spectre de raies d’une roue, et employé un algorithme d’optimisation, afin de rechercher les paramètres géométriques optimaux de la roue. Elle a été validée sur deux bancs d’expérimentation. Cette nouvelle méthode permet de sculpter le son tonal d’un ventilateur, d’une turbomachine, ou plus largement d’une machine tournante. / Manufacturers increasingly care about noise made by their products, whether it is in car, in aeronautics, or recently in home appliances industry, because of much more restricting regulations regarding noise level. But beyond noise, users and population’s demand concerns more about sound quality.Among domestic equipment, the innovate hybrid boiler developed by e.l.m. leblanc is an interesting product energetically speaking as the condensing gas boiler is combined with a heat pump in a limited space. The performance coefficient of the heat pump is 3.7 (3.7 kW/h provided for an electric consumption of 1 kW/h), resulting in large savings on users’ bills.However, its high noise level prevents its installation in living spaces, such as kitchen, restricting the conquest of a larger market. His noise should be 40 times lower to meet regulatory level. The design of a new generation of hybrid boiler has been the opportunity to start this study aiming not only to reduce noise level, but also to carve sound in order to make it less annoying.A new approach, called Projected Acoustics of Dynamic Systems (PADS), has been used and has acted as a thread for our study. It takes into account acoustic, vibrating criteria and also those from sound quality well upstream from product design stage, thus avoiding expensive modifications or even rejection of the finished product if the latter is considered noisy.Acoustic and vibration measurements have been carried out on existing hybrid boilers and they have been analyzed in order to identify optimal modifications that may reduce noise. Solutions have been suggested and their effects have been evaluated by measurements. The regulatory noise level is reached with suggested measures.To integrate sound quality component into design, listening tests have been carried out to identify the sound target of the new hybrid boiler. Statistical analysis (PCA, FCA, Variance Analysis) brought out parameters impacting on noise perception, sometimes very subtly. We have tested the effect of the integration of musical tone and a correlation between noise pleasantness and this parameter was observed.This observation has concentrated this thesis on the development of an original method that can define the physical parameters of a fan so it makes a given musical tone. To do so, we have suggested a new semi-experimental approach that can predict line spectrum of a fan and we have used an optimization algorithm in order to find the optimum geometrical parameters. This new method has been validated with two test benches. It can be used to curve tonal noise of a fan, a turbomachine, or more generally a rotating machine.

Les ventilateurs centrifuges à action dits « à cage d'écureuil » sont largement utilisés dans diverses applications. Ces machines sont caractérisées par des écoulements complexes fortement décollés et présentent des rendements aérodynamiques assez médiocres. Cette thèse concerne la prédiction numérique, la mise en oeuvre et l'analyse expérimentale du comportement aérodynamique instationnaire et aéroacoustique des ventilateurs centrifuges à action. Les travaux réalisés ont consisté en la simulation numérique des écoulements internes fortement tridimensionnels observés dans ces ventilateurs. Ces simulations numériques de type URANS effectuées sur différents débits de fonctionnement ont été validées expérimentalement. La validation expérimentale a concerné les grandeurs globales de l'écoulement (performances aérodynamiques), les grandeurs locales (fluctuations de pression pariétale) et les grandeurs acoustiques obtenues en champ libre et lointain. D'autre part, les essais expérimentaux ont contribué à valider une récente modélisation de la turbulence basée sur l'approche SAS. Outre la validation des modèles numériques utilisés dans les simulations, l'étude expérimentale couplée à d'autres calculs numériques appliqués à plusieurs prototypes de ventilateurs a permis de contribuer à l'optimisation des performances aérodynamiques et aéroacoustiques de ce type de machine. Ainsi, d'une géométrie à une autre, l'influence d'un certain nombre de paramètres géométriques constructifs a été évaluée.

Bien que la technologie médicale a largement contribué à améliorer la qualité ainsi qu’à augmenter la longévité humaine, celle-ci est aussi responsable d’avoir créé de nouvelles responsabilités difficiles. En effet, il est maintenant de notre responsabilité d’un côté de choisir si on désire faire appel à la technologie afin de prolonger la vie et d’un autre côté choisir le moment quand celle-ci devrait être retirée et de « laisser mourir ». Quand est-il approprié de venir à cette conclusion? Comment y arrive-t-on? Nous proposons, à travers la description du processus décisionnel afin de retirer le ventilateur à titre de traitement pour laisser mourir un individu, d’explorer le rôle des différents acteurs impliqués. Ceci est accompli en suivant la perspective de la théorie des acteurs en réseau jumelé à la méthode de la réflexivité institutionnelle, expérientielle et des savoirs. Notre expérience comme thérapeute respiratoire a été centrale afin de décrire le réseau qui se forme lorsque le processus décisionnel afin de retirer le ventilateur pour laisser mourir quelqu’un se produit.

Bien que la technologie médicale a largement contribué à améliorer la qualité ainsi qu’à augmenter la longévité humaine, celle-ci est aussi responsable d’avoir créé de nouvelles responsabilités difficiles. En effet, il est maintenant de notre responsabilité d’un côté de choisir si on désire faire appel à la technologie afin de prolonger la vie et d’un autre côté choisir le moment quand celle-ci devrait être retirée et de « laisser mourir ». Quand est-il approprié de venir à cette conclusion? Comment y arrive-t-on? Nous proposons, à travers la description du processus décisionnel afin de retirer le ventilateur à titre de traitement pour laisser mourir un individu, d’explorer le rôle des différents acteurs impliqués. Ceci est accompli en suivant la perspective de la théorie des acteurs en réseau jumelé à la méthode de la réflexivité institutionnelle, expérientielle et des savoirs. Notre expérience comme thérapeute respiratoire a été centrale afin de décrire le réseau qui se forme lorsque le processus décisionnel afin de retirer le ventilateur pour laisser mourir quelqu’un se produit.

L'amélioration de la performance des turbomachines fonctionnant loin de leur point d'adaptation passe par la maîtrise des phénomènes instationnaires qui se produisent dans ces différents organes. L'étude présentée ici se concentre sur les interactions entre une roue de ventilateur centrifuge et son diffuseur. Elle vise, par des mesures de pression sur les différentes parois du diffuseur, ainsi que par des sondages dans les canaux inter-aubages à analyser finement ces phénomènes instationnaires et notamment les décollements fluctuants apparaissant sur les aubes à sur débit, et à mesurer leur influence sur la performance du diffuseur. Dans un second temps, un dispositif de contrôle passif de ces décollements utilisant des générateurs de vortex est proposé. Plusieurs configurations sont testés et leurs résultats sont comparés

Bien que la technologie médicale a largement contribué à améliorer la qualité ainsi qu’à augmenter la longévité humaine, celle-ci est aussi responsable d’avoir créé de nouvelles responsabilités difficiles. En effet, il est maintenant de notre responsabilité d’un côté de choisir si on désire faire appel à la technologie afin de prolonger la vie et d’un autre côté choisir le moment quand celle-ci devrait être retirée et de « laisser mourir ». Quand est-il approprié de venir à cette conclusion? Comment y arrive-t-on? Nous proposons, à travers la description du processus décisionnel afin de retirer le ventilateur à titre de traitement pour laisser mourir un individu, d’explorer le rôle des différents acteurs impliqués. Ceci est accompli en suivant la perspective de la théorie des acteurs en réseau jumelé à la méthode de la réflexivité institutionnelle, expérientielle et des savoirs. Notre expérience comme thérapeute respiratoire a été centrale afin de décrire le réseau qui se forme lorsque le processus décisionnel afin de retirer le ventilateur pour laisser mourir quelqu’un se produit.

L'amélioration de la performance des turbomachines fonctionnant loin de leur point d'adaptation passe par la maîtrise des phénomènes instationnaires qui se produisent dans ces différents organes. L'étude présentée ici se concentre sur les interactions entre une roue de ventilateur centrifuge et son diffuseur. Elle vise, par des mesures de pression sur les différentes parois du diffuseur, ainsi que par des sondages dans les canaux inter-aubages à analyser finement ces phénomènes instationnaires et notamment les décollements fluctuants apparaissant sur les aubes à sur débit, et à mesurer leur influence sur la performance du diffuseur. Dans un second temps, un dispositif de contrôle passif de ces décollements utilisant des générateurs de vortex est proposé. Plusieurs configurations sont testés et leurs résultats sont comparés / The performance improvement of turbomachinery operating at off-design conditions can be achieved by the understanding of unsteady phenomena which are occuring in its components. The present study is focussing on the interaction between a centrifugal impeller fan and its vaned diffuser. It aims at analysing precisely these unsteady phenomena (and especially the fluctuating separated region identified on the vanes wall) and their consequences on the diffuser performance by three holes probe and unsteady pressure measurements. In a second step, devices for a passive control of the separation are introduced. Several configurations are tested and their results are compared

Bien que la technologie médicale a largement contribué à améliorer la qualité ainsi qu’à augmenter la longévité humaine, celle-ci est aussi responsable d’avoir créé de nouvelles responsabilités difficiles. En effet, il est maintenant de notre responsabilité d’un côté de choisir si on désire faire appel à la technologie afin de prolonger la vie et d’un autre côté choisir le moment quand celle-ci devrait être retirée et de « laisser mourir ». Quand est-il approprié de venir à cette conclusion? Comment y arrive-t-on? Nous proposons, à travers la description du processus décisionnel afin de retirer le ventilateur à titre de traitement pour laisser mourir un individu, d’explorer le rôle des différents acteurs impliqués. Ceci est accompli en suivant la perspective de la théorie des acteurs en réseau jumelé à la méthode de la réflexivité institutionnelle, expérientielle et des savoirs. Notre expérience comme thérapeute respiratoire a été centrale afin de décrire le réseau qui se forme lorsque le processus décisionnel afin de retirer le ventilateur pour laisser mourir quelqu’un se produit.