Les systèmes de pompage utilisent à eux seuls environ 21 % de toute l'énergie électrique consommée par l'industrie. Le remplacement du contrôle «débitmètre-vanne de restriction» par la régulation «débitmètre-moteur à vitesse variable» permet des réductions substentielles des coûts d'opération. Toutefois, ce seul changement ne permet pas la pleine exploitation du potentiel d'économie. Car, l'entraînement aussi efficace soit-il, demeure subordonné au «profil» de pertes de charge du réseau et aux performances de la pompe. Afin de mieux définir le fonctionnement des systèmes de pompage en ce point, l'objectif de l'étude est de: -1) quantifier les pertes de charge linéaires de la Pâte Thermo-Chimico-Mécanique (PTCM) selon trois modèles de pertes de charge linéaires; -2) vérifier l'application du modèle numérique de fonctionnement des pompes de IONEL sur les courbes caractéristiques expérimentales obtenues pour l'eau et la PTCM. Pour ce faire, un banc d'essai d'«hydrotransport» a été conçu et instrumenté à l'UQAC. Les essais ont commencé par une caractérisation des conduites et de la pompe avec de l'eau et ont été poursuivis avec de la PTCM. Les modèles de pertes de charge étudiés n'ont pas permis une corrélation adéquate des données sur l'ensemble des conditions expérimentées. Néanmoins, le modèle adimensionnel de MOLLER semble le plus consistant pour estimer les pertes de charge de la PTCM. Le modèle de fonctionnement des pompes centrifuges de IONEL a été utilisé avec succès lors du pompage de l'eau. Toutefois, les données recueillies pour le pompage de la PTCM n'ont pu être correlées avec autant de rigueur. Mais, l'analyse des performances permet de constater avec réserve que la «crête» de rendement optimal se déplace vers de plus grand débit lorsque la concentration augmente. La caractérisation numérique a été entreprise dans le but de libérer la conception et la régulation des systèmes de pompage, des contraintes graphiques usuelles et de permettre leur informatisation.

Cette recherche examine l'impact de la réingénierie des processus et des réorganisations sur l'efficacité productive des entreprises en développant un cadre théorique permettant de saisir la nature du lien entre la réingénierie et la productivité. La méthode d'investigation employée dans le cadre de cette étude est la méta-analyse. Il s'agit d'une évaluation qualitative des résultats empiriques obtenus par des études de cas ayant porté sur le lien entre les deux variables étudiées. De plus, des entrevues semi dirigées ont été menées au sein d'une institution financière ayant expérimenté la réingénierie des processus en vue de tester la validité des résultats. L'analyse des données rapportées par les études de cas retenues appuie la proposition principale de la recherche qui est à l'effet que la réingénierie des processus améliore la productivité des entreprises. Toutefois, l'obtention de gains d'efficacité n'est pas spontanée; elle dépend des rapports sociaux qui se nouent en période de changements.

La réingénierie des processus est non recommandée dans une structure à paliers tripartites de même qu'au sein d'une organisation où les pouvoirs décisionnels sont décentralisés (hôpitaux, universités). Il serait beaucoup plus efficace de concevoir une réingénierie des processus différente dans de tel contexte, une réingénierie adaptée. REMERCIEMENTS Mes premiers remerciements s'adressent tout naturellement à mes deux directeurs. Sans leur appui et leur indéfectible confiance, cette recherche ne serait parvenue à terme. Je remercie M. Brahim Meddeb et M. Richard Benoît. Chacun, avec sa rigueur intellectuelle et ses judicieux conseils, a tenu une grande place dans la complexité et l'envergure de ce projet. Je remercie M. Claude Lalonde, directeur de la maîtrise en gestion des organisations, d'avoir accepté avec empressement d'assumer le rôle d'évaluateur de ce mémoire. Je tiens à souligner la participation, à titre de lecteur externe, de M. Cari Simon, directeur Service aux entreprises chez Desjardins. Je le remercie de sa diligence et de ses précieux conseils. Je veux souligner également la contribution financière de la compagnie Alcan, qui par l'entremise de la « Bourse Alcan du Saguenay - Lac-St-Jean », encourage les étudiants dans leur projet de mémoire. Merci pour votre générosité. Je ne peux passer sous silence les bons mots d'encouragement de toutes mes amies. Je les remercie pour ce support. Je profite aussi de cette occasion pour souligner la participation

Le procédé papetier thermomécanique (PTM) est de plus en plus utilisé dans la fabrication du papier journal. Bien que sa participation à la pollution des cours d'eaux soit relativement faible comparativement aux procédés chimiques et mi-chimiques, le procédé PTM génère des polluants pour les eaux réceptrices, particulièrement certaines substances toxiques, telles les acides résiniques. Au cours de cette étude, un traitement anaérobie a été utilisé à cause des nombreux avantages qu'il présente par rapport à un traitement aérobie. Dans un premier temps, une eau résiduaire synthétique composée de xylane et d'acide déshydroabiétique, a été choisie pour simuler 1'effluent réel d'une fabrique de pâte thermomécanique, ces deux substances représentant respectivement la fraction biodégradable et toxique d'un tel effluent réel. L'étude a démontré que ce type d'effluent synthétique est traitable par voie anaérobie et que l'acide déshydroabiétique est une substance inhibitrice pour ces bactéries. Après avoir acclimaté une culture mixte de bactéries à diverses solutions, différentes mesures ont été effectuées en fonction de la durée du traitement: demande chimique en oxygène, composition du biogaz, concentrations de xylane, d'acide déshydroabiétique et de biomasse. Deux équations sont proposées pour représenter la vitesse spécifique de biodégradation de la xylane et la vitesse spécifique de croissance bactérienne en fonction de la concentration de xylane. Celles-ci sont des équations modifiées de Michaelis-Menten et de Monod.

Ce mémoire présente deux versions du couplage du logiciel PHOENICS avec la méthode de zones. PHOENICS permet de résoudre, en trois dimensions, les équations différentielles qui décrivent les transferts de masse, de quantité de mouvement et d'énergie. D'autre part, le transfert de chaleur par rayonnement est fidèlement évalué par la méthode de zones. Le couplage de ces deux entités engendre un outil de premier ordre pour la modélisation complète des chambres de combustion des fours industriels. Le modèle couplé PHOENICS-ZONE a été appliqué à la chambre de combustion d'un four de métal chaud tel qu'utilisé dans l'industrie de l'aluminium. Les résultats obtenus ont permis d'en apprécier la valeur et de cerner les paramètres les plus importants lors de la simulation. Une comparaison entre méthode de zones et méthode de flux est établie. Certains phénomènes physiques sont mis en lumière comme l'effet gravitationnel et la convection naturelle qui en découle, le transfert de masse par infiltration ou exfiltration entre la chambre et le milieu ambiant. Les simulations effectuées confirment la valeur du modèle couplé PHOENICS-ZONE et permettent de cerner les lacunes qui devraient être comblées pour réaliser un modèle mathématique versatile et performant, représentatif des phénomènes qui régissent le comportement d'une chambre de combustion.

Dans plusieurs secteurs d'activités industrielles comme la sidérurgie, la métallurgie, la pétrochimie, la papeterie, l'aéronautique, l'industrie de la céramique ou celle de l'automobile, le système de production contient toujours une machine dite goulot d'étranglement {bottleneck) et c'est par cette machine que passe la majorité, voire la totalité, des travaux dans plusieurs des cas. La gestion de cette machine est cruciale pour l'entreprise, car elle est responsable des retards dans la livraison des commandes aux clients. L'ordonnancement des travaux sur cette machine représente une manière d'aborder le problème et de traiter l'ensemble du système de production. De même, c'est à partir du traitement de cette machine qu'il est possible de s'étendre vers des configurations de systèmes de production plus complexes qui sont rencontrées de plus en plus de nos jours. D'un autre côté, plusieurs études ont démontré que plusieurs des travaux en usine, voire la totalité, possèdent des temps de réglages dépendants de la séquence. Les décideurs doivent donc organiser et planifier l'ordonnancement des travaux sur ladite machine en cherchant à minimiser les temps improductifs tout en respectant les différents délais. De plus, ces problèmes étant NP-difficiles, plusieurs travaux dans la littérature les abordent à l'aide de méthodes approchées, telles les métaheuristiques ou à l'aide de méthodes hybrides intégrant des méthodes exactes. Cette thèse s'inscrit dans cette direction de recherche. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches de résolution efficaces pour le problème d'une machine unique (machine-goulot) avec temps de réglages dépendants de la séquence dans le but de minimiser le retard total. Dans un premier temps, nous présentons un algorithme génétique doté d'un nouvel opérateur de croisement qui se veut plus performant que les opérateurs de croisement classique de la littérature. Cela met ainsi en évidence l'importance d'adapter les divers opérateurs génétiques au problème traité. Toutefois, les résultats obtenus démontrent que l'algorithme génétique n'atteint pas encore la performance de certaines approches de résolution contenues dans la littérature. Effectivement, nous avons pu remarquer qu'il manquait un processus d'intensification performant au sein de l'algorithme proposé. Pour remédier à cette lacune, nous explorons une classe de méthodes de résolution qui a montré des avenues très prometteuses au cours de la dernière décennie. En effet, les algorithmes hybrides ont permis d'obtenir des résultats très intéressants dans une grande variété de problèmes. Plusieurs recherches ont introduit l'hybridation de métaheuristiques avec des méthodes exactes. En effet, ce genre d'hybridation peut devenir une alternative très intéressante car, les deux méthodes ont des particularités bien différentes qui peuvent être associées pour produire de meilleurs résultats. C'est ainsi que nous explorons la conception d'algorithmes génétiques hybrides améliorant le processus d'intensification de l'algorithme proposé en intégrant une méthode exacte et des mécanismes appartenant à d'autres méthodes de résolution afin d'en améliorer la performance. Parmi toutes les approches répertoriées dans la littérature pour résoudre des problèmes d'ordonnancement, peu d'approches hybridant des métaheuristiques et la programmation par contraintes sont retrouvées. Dans une deuxième étape, nous proposons une modélisation et une résolution du problème traité avec l'ordonnancement basé sur les contraintes, qui est une branche de la programmation par contraintes dédiée aux problèmes d'ordonnancement. Nous utilisons pour cela la plateforme commerciale ILOG CP par l'intermédiaire d'API C++ dédiées. Nous démontrons que le choix de l'algorithme de résolution, de la procédure de parcours de l'arbre de recherche et de l'heuristique de choix du travail à ordonnancer ont tous un impact majeur sur la performance de cette approche de résolution. Les résultats obtenus, avec des temps de calculs prohibitifs, sont généralement très loin des meilleures solutions connues. Cependant, nous avons constaté des performances intéressantes pour cette méthode sur de petites instances, ce qui permet d'envisager son hybridation avec d'autres méthodes de résolution. Ainsi, dans une troisième étape, nous introduisons un schéma d'hybridation collaboratif intégrant la méthode d'ordonnancement basé sur les contraintes dans un algorithme génétique, et ce au niveau d'un croisement et d'une procédure d'intensification en utilisant les caractéristiques du problème traité. Finalement, nous proposons un algorithme hybride intégratif qui utilise des concepts de la programmation par contraintes, de la résolution multi-objectifs et de l'optimisation par colonies de fourmis au niveau d'un opérateur de croisement dans un algorithme génétique. Les algorithmes hybrides proposés démontrent une excellente performance sur des problèmes tests de la littérature en améliorant plusieurs des meilleurs résultats connus pour certains d'entre eux.

Le procédé papetier thermomécanique (PTM) est de plus en plus utilisé dans la fabrication du papier journal. Bien que sa participation à la pollution des cours d'eaux soit relativement faible comparativement aux procédés chimiques et mi-chimiques, le procédé PTM génère des polluants pour les eaux réceptrices, particulièrement certaines substances toxiques, telles les acides résiniques. Au cours de cette étude, un traitement anaérobie a été utilisé à cause des nombreux avantages qu'il présente par rapport à un traitement aérobie. Dans un premier temps, une eau résiduaire synthétique composée de xylane et d'acide déshydroabiétique, a été choisie pour simuler 1'effluent réel d'une fabrique de pâte thermomécanique, ces deux substances représentant respectivement la fraction biodégradable et toxique d'un tel effluent réel. L'étude a démontré que ce type d'effluent synthétique est traitable par voie anaérobie et que l'acide déshydroabiétique est une substance inhibitrice pour ces bactéries. Après avoir acclimaté une culture mixte de bactéries à diverses solutions, différentes mesures ont été effectuées en fonction de la durée du traitement: demande chimique en oxygène, composition du biogaz, concentrations de xylane, d'acide déshydroabiétique et de biomasse. Deux équations sont proposées pour représenter la vitesse spécifique de biodégradation de la xylane et la vitesse spécifique de croissance bactérienne en fonction de la concentration de xylane. Celles-ci sont des équations modifiées de Michaelis-Menten et de Monod.

Dans plusieurs secteurs d'activités industrielles comme la sidérurgie, la métallurgie, la pétrochimie, la papeterie, l'aéronautique, l'industrie de la céramique ou celle de l'automobile, le système de production contient toujours une machine dite goulot d'étranglement {bottleneck) et c'est par cette machine que passe la majorité, voire la totalité, des travaux dans plusieurs des cas. La gestion de cette machine est cruciale pour l'entreprise, car elle est responsable des retards dans la livraison des commandes aux clients. L'ordonnancement des travaux sur cette machine représente une manière d'aborder le problème et de traiter l'ensemble du système de production. De même, c'est à partir du traitement de cette machine qu'il est possible de s'étendre vers des configurations de systèmes de production plus complexes qui sont rencontrées de plus en plus de nos jours. D'un autre côté, plusieurs études ont démontré que plusieurs des travaux en usine, voire la totalité, possèdent des temps de réglages dépendants de la séquence. Les décideurs doivent donc organiser et planifier l'ordonnancement des travaux sur ladite machine en cherchant à minimiser les temps improductifs tout en respectant les différents délais. De plus, ces problèmes étant NP-difficiles, plusieurs travaux dans la littérature les abordent à l'aide de méthodes approchées, telles les métaheuristiques ou à l'aide de méthodes hybrides intégrant des méthodes exactes. Cette thèse s'inscrit dans cette direction de recherche. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches de résolution efficaces pour le problème d'une machine unique (machine-goulot) avec temps de réglages dépendants de la séquence dans le but de minimiser le retard total. Dans un premier temps, nous présentons un algorithme génétique doté d'un nouvel opérateur de croisement qui se veut plus performant que les opérateurs de croisement classique de la littérature. Cela met ainsi en évidence l'importance d'adapter les divers opérateurs génétiques au problème traité. Toutefois, les résultats obtenus démontrent que l'algorithme génétique n'atteint pas encore la performance de certaines approches de résolution contenues dans la littérature. Effectivement, nous avons pu remarquer qu'il manquait un processus d'intensification performant au sein de l'algorithme proposé. Pour remédier à cette lacune, nous explorons une classe de méthodes de résolution qui a montré des avenues très prometteuses au cours de la dernière décennie. En effet, les algorithmes hybrides ont permis d'obtenir des résultats très intéressants dans une grande variété de problèmes. Plusieurs recherches ont introduit l'hybridation de métaheuristiques avec des méthodes exactes. En effet, ce genre d'hybridation peut devenir une alternative très intéressante car, les deux méthodes ont des particularités bien différentes qui peuvent être associées pour produire de meilleurs résultats. C'est ainsi que nous explorons la conception d'algorithmes génétiques hybrides améliorant le processus d'intensification de l'algorithme proposé en intégrant une méthode exacte et des mécanismes appartenant à d'autres méthodes de résolution afin d'en améliorer la performance. Parmi toutes les approches répertoriées dans la littérature pour résoudre des problèmes d'ordonnancement, peu d'approches hybridant des métaheuristiques et la programmation par contraintes sont retrouvées. Dans une deuxième étape, nous proposons une modélisation et une résolution du problème traité avec l'ordonnancement basé sur les contraintes, qui est une branche de la programmation par contraintes dédiée aux problèmes d'ordonnancement. Nous utilisons pour cela la plateforme commerciale ILOG CP par l'intermédiaire d'API C++ dédiées. Nous démontrons que le choix de l'algorithme de résolution, de la procédure de parcours de l'arbre de recherche et de l'heuristique de choix du travail à ordonnancer ont tous un impact majeur sur la performance de cette approche de résolution. Les résultats obtenus, avec des temps de calculs prohibitifs, sont généralement très loin des meilleures solutions connues. Cependant, nous avons constaté des performances intéressantes pour cette méthode sur de petites instances, ce qui permet d'envisager son hybridation avec d'autres méthodes de résolution. Ainsi, dans une troisième étape, nous introduisons un schéma d'hybridation collaboratif intégrant la méthode d'ordonnancement basé sur les contraintes dans un algorithme génétique, et ce au niveau d'un croisement et d'une procédure d'intensification en utilisant les caractéristiques du problème traité. Finalement, nous proposons un algorithme hybride intégratif qui utilise des concepts de la programmation par contraintes, de la résolution multi-objectifs et de l'optimisation par colonies de fourmis au niveau d'un opérateur de croisement dans un algorithme génétique. Les algorithmes hybrides proposés démontrent une excellente performance sur des problèmes tests de la littérature en améliorant plusieurs des meilleurs résultats connus pour certains d'entre eux.

Canada is the world's largest producer of flax. However, most of the flax fibers are used either for food production or to weave into clothing and blankets. So, by developing rein-forcements of flax fibers to be used in polymeric composites, there is an opportunity to not only produce value-added products, but also be more environmentally friendly. Flax fibers are characterized by a higher specific stiffness (stiffness divided by density) than glass fibers and therefore can be considered as a potential replacement of glass fiber in composite parts. In order to develop flax fiber composites that can be used in load-bearing structures unidi-rectional reinforcement of flax fibers must be developed. This thesis aims at developing a new unidirectional flax/paper reinforcement with inter-esting properties in terms of permeability, tensile mechanical properties and bonding strength between paper and flax fibers in the dry reinforcement. To study and model the important reinforcement parameters on the concerned properties, the classical robust parameter design approach is considered. Moreover, high quality fabrication and characterization methods are developed to yield consistent results. Feasibility of mass scale production of the hybrid uni-directional flax/paper reinforcement on the pilot paper machine of Innofibre is also studied. To study the reinforcement on a laboratory scale two material parameters, including sur-face density of the paper sheet and the surface density of the flax layer, as well as two fabri-cation parameters, including forming pressure and drying temperature, are considered. Ef-fects of these parameters are studied on three properties of the material, comprising the co-hesion between the two reinforcement layers (flax and paper), reinforcement permeability and mechanical properties of the final eco-composite. For the modeling aspect, the design of experiment followed by statistical modeling are used. In addition, effects of different rein-forcement architectures as well as the fiber volume fraction are studied through comparative studies. Effect of temperature on improving the flax- paper cohesion and decreasing its standard deviation in the dry reinforcement was identified. Mean and standard deviation of the per-meability along the yarns’ direction (K1) is mainly influenced by surface density of the flax layer. So, this parameter must be adjusted to its maximum value to reduce the standard deviation. It has been shown that the temperature has a statistically significant effect on the rein-forcement surface density as well as strength of the eco-composite. Although temperature effect on mean values of surface density and strength could be marginal from an engineering point of view, it is concluded that it should be adequately controlled during manufacturing process of the reinforcement to minimize variance of mechanical properties results. Through comparative studies, it was shown that the paper layer reduces the standard deviation of the K1 permeability and tensile properties of eco-composite. These results show that the flax/pa-per reinforcement has a robust architecture compared to sole layer of unidirectional flax. Specific stiffness of the final eco-composite is found to be higher than that of a UD glass fiber composite, at the same fiber volume fraction. This very important finding paves the way for industrial applications of the studied reinforcement. This material could be potentially used in the automotive industry, aerospace, sports as well as the building sector. The flax yarns are fed into the pilot paper machine of Innofibre and then at the exit of the machine, the paper sheet reinforced by unidirectional flax yarns was rolled up successfully. This result, proves that the mass scale fabrication of reinforcement is feasible and therefore paves the way for attracting industrial interest and also reducing its production costs. Les travaux de cette thèse visent à développer et caractériser un renfort unidirectionnel (UD) lin/papier contenant une couche UD de fils de lin alignés dont la cohésion est assurée par une couche de papier de fibres courtes de Kraft (fibres de bois). Les performances de ce nouveau renfort comprennent sa perméabilité à l'écoulement de résine liquide, le comporte-ment en traction du composite qui en résulte une fois imprégné, ainsi que sa résistance au cisaillement (cohésion à sec entre les fibres de lin et de papier). La résistance au cisaillement du renfort est un indice de qualité assurant que les fils restent autant que possible intacts (alignés) lors de la manipulation du renfort et autant que possible pendant l'injection de la résine. La perméabilité et la performance à la traction du composite (particulièrement sa rigidité spécifique) constituent pour leur part les bases permettant d'évaluer si des pièces composites fabriquées à partir de ce renfort peuvent concurrencer les composites à fibres de verre. Les paramètres étudiés du renfort comprennent la densité surfacique (ou grammage) des couches de lin et de papier, la pression de formation de renfort, ainsi que sa température de séchage. De plus les effets des différents taux de fibres et des différentes configurations (architectures) du renfort sont aussi étudiés. La possibilité de produire le renfort hybride UD lin/papier à grande échelle (machine d'Innofibre du Cégep de Trois-Rivières) est finalement évaluée. Selon la définition théorique de la conception robuste, un produit ou un procédé est ro-buste s’il est peu sensible aux effets des sources de variabilité rencontrées dans son cycle de vie, même si les sources elles-mêmes n’ont pas été éliminées. Considérant que les propriétés des fibres naturelles ont une variabilité inhérente, un objectif important de cette thèse consiste à étudier l'influence des différents paramètres sur la variation des propriétés pour ainsi appliquer une méthode de conception paramétrique robuste du nouveau renfort. À plus long terme le projet consiste à fabriquer des pièces composites de géométries et dimensions arbitraires en utilisant le renfort hybride UD lin/papier. Ce projet, lancé au laboratoire de mécanique et éco-matériaux (LMEM) en 2010, se compose de quatre phases : choix des constituants, conception de renforts, étude du comportement de composites plans, et finalement moulage et conception de pièces composites plus complexes. Toutes ces phases ne peuvent bien sûr être adressées dans un seul projet de thèse. Pour cette raison, dans cette thèse seule les phases de conception (paramétrique robuste) du renfort et d’analyse de son comportement sur des échantillons planaires sont adressées.

Ce mémoire présente deux versions du couplage du logiciel PHOENICS avec la méthode de zones. PHOENICS permet de résoudre, en trois dimensions, les équations différentielles qui décrivent les transferts de masse, de quantité de mouvement et d'énergie. D'autre part, le transfert de chaleur par rayonnement est fidèlement évalué par la méthode de zones. Le couplage de ces deux entités engendre un outil de premier ordre pour la modélisation complète des chambres de combustion des fours industriels. Le modèle couplé PHOENICS-ZONE a été appliqué à la chambre de combustion d'un four de métal chaud tel qu'utilisé dans l'industrie de l'aluminium. Les résultats obtenus ont permis d'en apprécier la valeur et de cerner les paramètres les plus importants lors de la simulation. Une comparaison entre méthode de zones et méthode de flux est établie. Certains phénomènes physiques sont mis en lumière comme l'effet gravitationnel et la convection naturelle qui en découle, le transfert de masse par infiltration ou exfiltration entre la chambre et le milieu ambiant. Les simulations effectuées confirment la valeur du modèle couplé PHOENICS-ZONE et permettent de cerner les lacunes qui devraient être comblées pour réaliser un modèle mathématique versatile et performant, représentatif des phénomènes qui régissent le comportement d'une chambre de combustion.