L'industrie du moulage par injection utilise de plus en plus de colorants lors de la fabrication de ses produits. Cependant, l'industriel fait face à de nouveaux problèmes: la perte de productivité, l'augmentation du taux de rejet et la baisse de qualité du produit. Chacun de ces points nous amène à vérifier 1'impact de 20 colorants sur certaines propriétés de la matière. Le choix des colorants et propriétés a été effectué en collaboration avec deux partenaires industriels. Nous voulons répondre à leurs besoins premiers en vérifiant s'il existe un lien entre la couleur d'une pièce et ses effets sur les propriétés étudiés soient: l'indice de fluidité, la densité, la contrainte au seuil bas et haut, la contrainte et le pourcentage d'élongation à la rupture et le retrait. Le deuxième objectif est de rechercher s'il existe une relation entre les propriétés du polyéthylène haute densité et la composition du colorant utilisé. Pour ce faire nous étudions 10 pigments à diverses concentrations et recherchons la corrélation qui existe entre la variation des propriétés et la variation de la concentration des pigments. Nous obtenons un modèle mathématique pour chacune des propriétés basé sur la concentration des pigments. Connaissant la composition exacte des concentrés étudiés (20 couleurs) nous validons les modèles développés avec ces formulations. Nous trouvons ainsi qu'il n'existe pas de lien entre les couleurs d'un produit et ses répercussions sur les propriétés étudiées.

Ce mémoire présente une simulation dynamique sur ordinateur de réponses d'une bouilloire électrique soumise à des variations de conditions opératoires. Le travail de simulation repose sur l'élaboration d'une relation qui fournit la puissance requise à 1'evaporation et qui a été trouvée dans des conditions d'opération données. Le contenu de ce mémoire se divise en trois grandes sections. La première décrit brièvement une bouilloire à électrodes immergées et son importance dans le procédé SÉCAL. Une partie plus substantielle porte sur la description des essais expérimentaux ayant permis de développer l'équation de base, suivie du développement de tous les éléments composant le modèle théorique. Ainsi le lecteur sera amené à prendre connaissance d'une définition géométrique de la bouilloire, des essais expérimentaux, des hypothèses simplificatrices du modèle, du développement des équations et de la méthode de résolution. Finalement, la partie "Simulations et discussion" présente les résultats des simulations effectuées. L'étude portera sur les variations brusques (échelon) des quatre (4) principaux paramètres de contrôle des bouilloires électriques lesquels ont permis de conclure que le contrôle du débit d'eau d'alimentation (donc du niveau d'immersion des électrodes) serait la meilleure façon de contrôler la production de vapeur de la bouilloire.

Les méthodes par impact utilisant un support recouvert d'une substance déformable constituent des méthodes relativement simples et rapides pour déterminer la taille des gouttelettes dans les brouillards naturels et artificiels. Cependant l'exactitude des mesures obtenues avec ces différentes méthodes, en particulier la méthode à l'huile, a récemment été l'objet d'une remise en cause. D'autre part, les effets de la vitesse d'impact et de la grosseur des gouttelettes sur la taille des traces laissées sur un revêtement n'ont pas toujours été étudiés d'une façon systématique. Pour cette raison, le présent travail a été entrepris en vue d'étudier d'une part la corrélation entre les diamètres des gouttelettes mesurées à l'aide des méthodes par impact les plus courantes et les diamètres réels déterminés à partir d'une photographie et d'autre part les effets potentiels des facteurs tels la vitesse d'impact et la taille des gouttelettes. Les mesures ont été réalisées avec des gouttelettes de 6 à 149 um se déplaçant à des vitesses allant de 4 à 30 m/s. Deux sources sont utilisées, l'une donnant un jet de gouttelettes uniformes et l'autre un spectre uniformément distribué. Pour réaliser ces objectifs, nous avons mis au point un générateur de gouttelettes uniformes et une technique permettant de photographier les gouttelettes dans l'air. Le comportement des gouttelettes dans l'huile est également étudié afin de choisir le type d'huile le plus stable. Ensuite, nous avons étudié la méthode à l'huile et deux méthodes par impact avec le jet de gouttelettes uniformes et avec le spectre de gouttelettes. Cette étape nous a permis de déterminer précisément la taille des gouttelettes emprisonnées dans l'huile et celles des traces laissées sur les revêtements. Avec la méthode au collargol sur verre, en utilisant le jet de gouttelettes uniformes, le diamètre des traces est d'environ trois fois le diamètre réel de la gouttelette et cela pour toutes les vitesses d'impact et pour toutes les grosseurs mentionnées. En utilisant un spectre de gouttelettes, si on ne tient pas compte des traces laissées par la superposition des gouttelettes, le diamètre volumique moyen obtenu est également d'environ trois fois celui du spectre de gouttelettes. Avec la méthode à l'huile, en utilisant les gouttelettes uniformes, les gouttelettes captées et en suspension dans l'huile gardent à peu près le même diamètre qu'elles ont dans l'air. Cependant, avec un spectre de gouttelettes, le diamètre volumique moyen calculé à partir des gouttelettes captées est surestimé de 1,2 à 1,6 fois par rapport à celui déterminé à partir d'une photographie. Cette différence est attribuée principalement à la présence des grosses gouttelettes formées par coalescence qu'on ne peut identifier et de ce fait éliminer. La méthode du noir de fumée donne des résultats similaires à ceux obtenus avec la méthode à l'huile mais avec une fluctuation beaucoup plus considérable. Cette fluctuation devient importante particulièrement aux basses vitesses et les superpositions ne peuvent être facilement identifiées. D'autre part ce type de revêtement est fragile à vitesse d'impact plus élevée que 25m/s, ce qui rend la méthode difficile à utiliser. En conclusion, la méthode au collargol ressort ici comme étant la seule méthode parmi les méthodes étudiées qui donne un rapport constant entre le diamètre des gouttelettes et celui des traces. Elle représente donc une méthode simple et satisfaisante pour déterminer la taille des gouttelettes.

Les méthodes par impact utilisant un support recouvert d'une substance déformable constituent des méthodes relativement simples et rapides pour déterminer la taille des gouttelettes dans les brouillards naturels et artificiels. Cependant l'exactitude des mesures obtenues avec ces différentes méthodes, en particulier la méthode à l'huile, a récemment été l'objet d'une remise en cause. D'autre part, les effets de la vitesse d'impact et de la grosseur des gouttelettes sur la taille des traces laissées sur un revêtement n'ont pas toujours été étudiés d'une façon systématique. Pour cette raison, le présent travail a été entrepris en vue d'étudier d'une part la corrélation entre les diamètres des gouttelettes mesurées à l'aide des méthodes par impact les plus courantes et les diamètres réels déterminés à partir d'une photographie et d'autre part les effets potentiels des facteurs tels la vitesse d'impact et la taille des gouttelettes. Les mesures ont été réalisées avec des gouttelettes de 6 à 149 um se déplaçant à des vitesses allant de 4 à 30 m/s. Deux sources sont utilisées, l'une donnant un jet de gouttelettes uniformes et l'autre un spectre uniformément distribué. Pour réaliser ces objectifs, nous avons mis au point un générateur de gouttelettes uniformes et une technique permettant de photographier les gouttelettes dans l'air. Le comportement des gouttelettes dans l'huile est également étudié afin de choisir le type d'huile le plus stable. Ensuite, nous avons étudié la méthode à l'huile et deux méthodes par impact avec le jet de gouttelettes uniformes et avec le spectre de gouttelettes. Cette étape nous a permis de déterminer précisément la taille des gouttelettes emprisonnées dans l'huile et celles des traces laissées sur les revêtements. Avec la méthode au collargol sur verre, en utilisant le jet de gouttelettes uniformes, le diamètre des traces est d'environ trois fois le diamètre réel de la gouttelette et cela pour toutes les vitesses d'impact et pour toutes les grosseurs mentionnées. En utilisant un spectre de gouttelettes, si on ne tient pas compte des traces laissées par la superposition des gouttelettes, le diamètre volumique moyen obtenu est également d'environ trois fois celui du spectre de gouttelettes. Avec la méthode à l'huile, en utilisant les gouttelettes uniformes, les gouttelettes captées et en suspension dans l'huile gardent à peu près le même diamètre qu'elles ont dans l'air. Cependant, avec un spectre de gouttelettes, le diamètre volumique moyen calculé à partir des gouttelettes captées est surestimé de 1,2 à 1,6 fois par rapport à celui déterminé à partir d'une photographie. Cette différence est attribuée principalement à la présence des grosses gouttelettes formées par coalescence qu'on ne peut identifier et de ce fait éliminer. La méthode du noir de fumée donne des résultats similaires à ceux obtenus avec la méthode à l'huile mais avec une fluctuation beaucoup plus considérable. Cette fluctuation devient importante particulièrement aux basses vitesses et les superpositions ne peuvent être facilement identifiées. D'autre part ce type de revêtement est fragile à vitesse d'impact plus élevée que 25m/s, ce qui rend la méthode difficile à utiliser. En conclusion, la méthode au collargol ressort ici comme étant la seule méthode parmi les méthodes étudiées qui donne un rapport constant entre le diamètre des gouttelettes et celui des traces. Elle représente donc une méthode simple et satisfaisante pour déterminer la taille des gouttelettes.

L'industrie du moulage par injection utilise de plus en plus de colorants lors de la fabrication de ses produits. Cependant, l'industriel fait face à de nouveaux problèmes: la perte de productivité, l'augmentation du taux de rejet et la baisse de qualité du produit. Chacun de ces points nous amène à vérifier 1'impact de 20 colorants sur certaines propriétés de la matière. Le choix des colorants et propriétés a été effectué en collaboration avec deux partenaires industriels. Nous voulons répondre à leurs besoins premiers en vérifiant s'il existe un lien entre la couleur d'une pièce et ses effets sur les propriétés étudiés soient: l'indice de fluidité, la densité, la contrainte au seuil bas et haut, la contrainte et le pourcentage d'élongation à la rupture et le retrait. Le deuxième objectif est de rechercher s'il existe une relation entre les propriétés du polyéthylène haute densité et la composition du colorant utilisé. Pour ce faire nous étudions 10 pigments à diverses concentrations et recherchons la corrélation qui existe entre la variation des propriétés et la variation de la concentration des pigments. Nous obtenons un modèle mathématique pour chacune des propriétés basé sur la concentration des pigments. Connaissant la composition exacte des concentrés étudiés (20 couleurs) nous validons les modèles développés avec ces formulations. Nous trouvons ainsi qu'il n'existe pas de lien entre les couleurs d'un produit et ses répercussions sur les propriétés étudiées.

Ce mémoire présente une simulation dynamique sur ordinateur de réponses d'une bouilloire électrique soumise à des variations de conditions opératoires. Le travail de simulation repose sur l'élaboration d'une relation qui fournit la puissance requise à 1'évaporation et qui a été trouvée dans des conditions d'opération données. Le contenu de ce mémoire se divise en trois grandes sections. La première décrit brièvement une bouilloire à électrodes immergées et son importance dans le procédé SÉCAL. Une partie plus substantielle porte sur la description des essais expérimentaux ayant permis de développer l'équation de base, suivie du développement de tous les éléments composant le modèle théorique. Ainsi le lecteur sera amené à prendre connaissance d'une définition géométrique de la bouilloire, des essais expérimentaux, des hypothèses simplificatrices du modèle, du développement des équations et de la méthode de résolution. Finalement, la partie "Simulations et discussion" présente les résultats des simulations effectuées. L'étude portera sur les variations brusques (échelon) des quatre (4) principaux paramètres de contrôle des bouilloires électriques lesquels ont permis de conclure que le contrôle du débit d'eau d'alimentation (donc du niveau d'immersion des électrodes) serait la meilleure façon de contrôler la production de vapeur de la bouilloire.

Grâce à l'ère informatique, la modélisation mathématique fait l'objet d'une meilleure utilisation pour prédire le comportement d'une ou de plusieurs composantes d'un système dans un temps de plus en plus réduit. Ainsi, les grandes industries utilisant des combustibles fossiles comme source d'énergie, et s'intéressant aux différents phénomènes en jeu qui s'établissent dans leurs fournaises, n'ont cessé, avec l'aide de l'ordinateur, d'utiliser des méthodes numériques, pour solutionner le problème complexe et dominant de transfert de chaleur par rayonnement. La méthode de zones qui permet de résoudre le problème d'échange de chaleur par rayonnement existe depuis trois décennies. La complexité de l'utilisation des, principes de base et la difficulté qui en résulte pour la combiner avec d'autres méthodes indispensables à une prédiction adéquate des autres phénomènes en jeu dans le système, nous ont amené à développer une technique plus simplifiée, "MÉTHODE DES PLANS IMAGINAIRES", en visant une réduction de temps. La validité des résultats s'est avérée excellente autant pour les gaz réels que pour les gaz gris. Le temps de calcul est réduit, dépassant le facteur 20 pour certains maillages.

Les méthodes de zones, des plans imaginaires et les transferts discrets ont été adaptés à la modélisation du transfert de chaleur radiatif dans les enceintes complexes en trois dimensions. Puisque l'accent a été mis sur les aspects géométriques du rayonnement, le milieu gazeux a été considéré gris pour ne pas alourdir indûment la présentation. Des techniques de dépistage de rayons ont été adaptées spécifiquement à chacune des méthodes, ouvrant ainsi la voie à l'utilisation des coordonnées cylindriques et curvilignes. Des comparaisons sont données pour évaluer la justesse et le temps de calcul des méthodes des plans imaginaires et des transferts discrets par rapport à la méthode de zones. Ces comparaisons ont été réalisées pour des enceintes rectangulaire et cylindrique en faisant varier l'émissivité de surface et le coefficient d'absorption du gaz. Quatre cas complexes simulant de près des problèmes industriels ont été traités par les différentes méthodes, de façon à mettre en lumière les possibilités des techniques utilisées.

Une étude expérimentale du mouvement granulaire au sein d'un cylindre rotatif horizontal a été réalisée. Un montage expérimental constitué principalement d'un cylindre rotatif en plexiglass a été construit. Des techniques de mesures ont été mises au point pour estimer l'épaisseur de la couche active en surface du lit, sa pente ainsi que les distributions des vitesses. Les résultats obtenus montrent que le mouvement transversal du lit granulaire dans un cylindre rotatif se caractérise par deux zones au sein desquelles les régimes d'écoulement sont très différents: la zone d'écoulement en bloc et la zone de la couche active. La première zone est caractérisée par un écoulement presque uniforme des granules (v ~ rw), ce comportement étant similaire à celui d'un fluide à très grande viscosité. La zone de la couche active est caractérisée par un écoulement en cascade très rapide, soit un comportement similaire à celui d'un fluide à très faible viscosité. Une relation semi-empirique est proposée pour estimer la vitesse moyenne du mouvement dans la couche active en fonction des paramètres de fonctionnement.

Une méthodologie numérique pour analyser le transfert de chaleur par conduction et par convection naturelle lors de la fusion d'une substance pure est présentée. Cette méthode est utilisée pour étudier l'influence du sous-refroidissement sur le développement des régimes d'écoulement et le taux de fusion. Afin de suivre avec précision le déplacement et la déformation de l'interface solide/liquide en fonction du temps, les équations de conservation sont transformées dans un repère curviligne et une nouvelle méthode est proposée pour traiter le déplacement de l'interface solide/liquide. Les équations de conservation sont intégrées dans un volume de contrôle et les systèmes d'équations linéaires résultants sont résolus itérativement avec une méthode de relaxation par ligne. Les résultats obtenus montrent l'existence de cinq régimes d'écoulement dans la phase liquide lors de la fusion: ce sont les régimes de conduction, de développement de la convection vers la partie supérieure de la cavité, la convection dans la partie supérieure de la cavité, le développement de la convection dans toute la cavité et enfin le régime permanent. L'effet simultané du sous-refroidissement dans la phase solide et de l'intensité des mouvements convectifs dans la phase liquide est analysé en profondeur. Enfin, une corrélation est proposée pour le nombre de Nusselt moyen à la paroi chauffée en régime permanent en fonction du nombre de Rayleigh et du coefficient de sous-refroidissement.