Thèse (M.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, programme en extension à l'Université du Québec à Rimouski, 2007. / La p. de t. porte en outre: [Mémoire] présenté à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence du programme de maîtrise en ingénierie pour l'obtention du grade de maître en sciences appliquées (M.Sc.A.). CaQCU Bibliogr.: f. [179]-183. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1998. / Titre de l'écran-titre (visionné le 18 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

L'étude concerne la prise en glace d'une paroi thermiquement contrôlée placée au sein d'une conduite dans laquelle se développe un écoulement turbulent d'air humide. L'ensemble des essais expérimentaux a été réalisé à partir du banc d'essai HUMIDE, soufflerie dédiée conçue au laboratoire et modifiée afin de suivre au cours du temps l'augmentation de masse de glace. Une analyse paramétrique de l'influence du taux d'humidité et de la vitesse de l'écoulement sur le dépôt de glace a été réalisée et, à partir de la mesure du flux global, il a été possible d'estimer les flux convectifs en présence de la glace. Les résultats soulignent clairement que les flux convectifs sont plus ou moins accentués en fonction de l'humidité.Une tentative de modélisation du mélange air - vapeur d'eau/glace, a été développée en partout de la théorie de nucléation et les différentes confrontations soulignent la très forte sensibilité des résultats vis-à-vis des conditions aux limites et de la modélisation. Au-delà de géométries simples comme la plaque, une géométrie caractéristique d'un échangeur a également été simulée notamment pour caractériser de manière qualitative les mécanismes de prise en glace de tels systèmes. / The study concerns the de-sublimation of a thermally controlled flat plate placedwithin a wind tunnel in which develops a turbulent moist air flow. A parametric analysis of the influence of humidity and the velocity of the flow on the ke formation was carried out and, from the measurement of global heat flux, it is possible to estimate the convective heat transfer with the presence of ice. The results show that the convective fluxes are more or less accentuated depending on the humidity. A solver to modeling of air - vapor/ice, was developed base on the theory of nucleation heterogeneous. Beyond simple geometry such as a flat plate, a characteristic geometry of a heat ex.changer was also simulated in particular to qualitatively characterize the ice formation mechanisms of such systems.

Utilisant le protocole de l’étude de cas, l’objectif de cette thèse de maîtrise était d’explorer les relations entre la consommation d'alcool et la pratique du hockey sur glace au niveau junior. Le cas à l’étude était une équipe canadienne de hockey sur glace junior et le chercheur a suivi l’équipe pendant une saison complète. Des entrevues semi-structurées ont été réalisées à trois différents moments (début, milieu et fin de la saison) avec cinq participants (deux entraîneurs et trois joueurs). Des observations ont aussi été recueillies tout au long de la saison (camp d’entraînement, parties de saison régulière, tournoi extérieur, séries éliminatoires et tournoi local) alors que le chercheur avait un accès complet à l’environnement de l’équipe. Les résultats ont démontré que la socialisation à l’alcool commençait à un très jeune âge dans le contexte du hockey et que l’environnement physique (e.g., vente d’alcool à l’aréna) facilitait la consommation d’alcool. Les résultats ont aussi révélé l’existence de deux types de consommation, soit la consommation planifiée (e.g., tournois extérieurs, campagnes de financement) et la consommation non-planifiée (e.g., après une victoire importante) durant lesquels les rituels de consommation se manifestaient. Finalement, les résultats ont exposé comment des contradictions s’exerçaient entre le respect et la moquerie en ce qui a trait au choix de ne pas consommer d’alcool chez certains membres de l’équipe.

Ce travail est centré sur l'étude de la nucléation de fissures dans la glace. Une partie importante de l'étude a été consacrée à la mise au point d'une glace artificielle qui fournit un matériau bidimensionnel idéal pour un couplage d'études expérimentales et théoriques. Notre démarche a consisté à conduire une série d'expériences de fluage sur ce type de matériau et sur le type de glace couramment utilisé par la communauté des glaciologues. Selon le niveau de contrainte (entre -1 et -0,5 MPa) le fluage de la glace était accompagné ou non par de l'endommagement. La partie la plus originale de l'étude expérimentale réside dans l'analyse des images vidéo qui permettait l'enregistrement de l'apparition des fissures dans le tiers central des échantillons. Nous avons ainsi obtenu une base de données importante sur la taille des fissures, leur orientation et leur localisation et sur les déformations de la glace. La confrontation des résultats expérimentaux et des analyses théoriques nous a permis de renforcer nos connaissances sur les mécanismes physiques qui sont à l'origine des processus de déformation et de germination de fissures dans la glace de lac. Enfin, en utilisant le modèle de l'inclusion d'Eshelby, dans le cadre d'un comportement viscoplastique newtonien, nous discutons un critère de nucléation basé sur le facteur d'intensité de contrainte en mode 1.

Les problèmes spécifiques qui se posent lors de la modélisation de l'interaction glace-structure sont relatifs à la prise en compte du matériau endommagé. Une étape préliminaire est la validation d'une loi de comportement du fluage transitoire de la glace polycristalline non-endommagée. Pour cela, et en première approche, une série d'essais de fluage en compression uniaxiale a été menée. Les résultats expérimentaux obtenus permettent de caractériser la déformation transitoire. Celle-ci se décompose en une partie recouvrable et une partie non recouvrable. Les essais quasi-cycliques montrent que la partie irréversible de la déformation est acquise essentiellement au cours du premier cycle, puis augmente faiblement par la suite tandis que la partie recouvrable reste à peu près constante. De plus, il semble que la déformation recouvrée suive une loi quadratique en fonction du décrément de contrainte appliqué. Les modèles existants, soit formulés en termes de fonctions de fluage, soit basés sur une description de l'écrouissage par le biais de variables internes, ont été testés sur les courbes expérimentales obtenues. Les calculs montrent que ces modèles ne peuvent reproduire des essais de charge/décharge et de perturbation de charge autour de la contrainte nominale. Deux nouveaux modèles de comportement sont proposés. Ils peuvent être parfaitement ajustés sur les courbes expérimentales, cependant, le nombre de paramètres à ajuster étant très élevé, se pose le problème de leur identification.

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Les acides ont été abordés pour leur capacité unique à forger des ponts H et pour l'étude de la réaction de dissociation d'un acide. Les propriétés des acides aux surfaces sont mal connues et sont particulièrement intéressantes dans le contexte actuel visant la compréhension et le contrôle de paramètres environnementaux et atmosphériques. Les surfaces des objets dans les zones habitées sont généralement recouvertes d'une couche d'eau. L'état de la molécule acide dans cette strate superficielle est capital pour la chimie atmosphérique. Dans la première partie de cette thèse, l'analyse vibrationnelle est utilisée pour comprendre la nature du couplage vibrationnel entre les modes d'élongation de HF et de cisaillement de H2 O qui sont colinéaires à la liaison hydrogène entre ces deux molécules. Le potentiel intermoléculaire ressenti par ces deux molécules étant unique, il correspond aux forces ressenties dans les deux phénomènes. L'identification de la nature de ce potentiel, davantage covalent (partage électronique et recouvrement orbitalaire) ou davantage électrostatique (interactions coulombiques ou dipolaires), a révélé que l'utilisation d'une approximation électrostatique dans le contexte d'un pont hydrogène fort est insuffisante. Ces interactions intermoléculaires sont mal représentées qualitativement et quantitativement par un potentiel de type coulombien. La deuxième partie de cette thèse s'intéresse au p Ka de l'acide nitrique à la surface de l'eau. Pour sonder l'état de la molécule, la spectroscopie d'absorption des rayons est particulièrement appropriée : la distinction entre l'acide nitrique et le nitrate est entièrement caractérisée par leur structure électronique, soit les états sondés par l'absorption des rayons X. L'empreinte spectrale de la liaison N - OH antiliante sert de critère pour identifier la présenc-e d'acide nitrique moléculaire à la surface de l'eau amorphe. Les spectres de l'acide nitrique moléculaire et de l'ion nitrate en solution dans l'eau amorphe sont ensuite utilisés pour décomposer les spectres NEXAFS au seuil de l'azote suivant une procédure d'optimisation (moindres carrés). En utilisant l'isotherme de Langmuir, un recouvrement saturant d'adsorption dissociative d'acide nitrique sur l'eau amorphe 0.25 L a été identifié à une température de 80 K. Pour étudier la dissociation en fonction de la température, l'acide nitrique a été dosé à 23 K puis chauffé. Lorsqu'il est chauffé, l'acide nitrique se dissocie davantage à la surface de l'eau amorphe. Cet effet est lent jusqu'à T > 110 K où la diffusion des molécules d'eau de surface est plus rapide. L'acide nitrique se dissocie alors complètement, même si le recouvrement choisi était supérieur au recouvrement de saturation. Comme le comportement est irréversible suite à un retour à 23 K, il a été conclu que l'acide nitrique moléculaire est métastable à la surface de la glace amorphe. Les conditions pour préparer un échantillon de nitrates pur à la surface ont été déterminées et l'acide a été identifié comme fort à la surface. Suivant les résultats de spectroscopie NEXAFS de l'acide nitrique à la surface, des nitrates de surface sont synthétisés pour comparer leur taux de photodestruction avec celui des nitrates piégés dans le massif. Cette problématique en lien avec la chimie atmosphérique vise à reproduire les flux de NO x émis du névée en étudiant différentes hypothèses physicochimiques, dont l'amplification du taux de destruction à la surface de la glace. En comparant les taux de destruction des nitrates adsorbés sur la glace à ceux des nitrates dissous dans la glace, un facteur d'amplification de 4-6 du taux de destruction a été identifié à la surface de la glace. Comme les modes d'élongation asymétriques du nitrate sont extrêmement sensibles à la solvatation de l'anion, il a été découvert que la photolyse des nitrates de surface est plus efficace à cause des molécules possédant une géométrie distordue s'éloignant de la symétrie D 3h . En utilisant ce taux de photolyse, les flux de NOx en phase gazeuse ont été abordés dans un modèle numérique de dynamique d'échange entre la phase solide (glace) et la phase gazeuse (air) en utilisant les paramètres physico-chirniques issus des études en milieux naturels. [symboles non conformes]

Le radar sondeur Sharad (NASA/ASI) prospecte actuellement la surface et le sous-sol de Mars àune fréquence de 20 ±5 MHz depuis une orbite polaire basse (Mars Reconnaissance Orbiter).L'instrument a pour but de contraindre la composition du sol et de détecter, puis d'interpréter, desinterfaces enfouies afin de restituer le contexte géologique martien à l'échelle régionale. Ce travail dethèse se propose de contribuer à ces objectifs en se focalisant principalement sur l'étude de terrainsglaciaires et péri-glaciaires Martien.Dans un premier temps, par une méthode d'inversion impliquant la reconstruction d'un sousbassementrocheux par interpolation, nous obtenons les paramètres diélectriques représentatifs duvolume de glace d'eau constituant la calotte polaire Nord, Planum Boreum. Nous en déduisons un tauxde pureté du matériel glaciaire > 95 %. Nous fournissons une carte de l'épaisseur des dépôts qui vérifieun volume de glace de 1,14106 km3.Dans une deuxième étude, en confrontant les transects Sharad à des données topographiques etd'imagerie visible, nous élaborons un profil morphologique et stratigraphique complet d'escarpementsglaciaires présents dans la région d'Ultimi Lobe, Planum Australe. Nous appelons ces escarpements"Laps" (large and assymetric polar scarps). La similarité avec des failles listriques associées à desanticlinaux de roll-over nous amène à proposer l'hypothèse de macro-ruptures mécaniques d'une glacesous contrainte extensive et d'un mouvement subséquent par glissement basal.Puis, nous nous intéressons à la réflectivité radar de la surface dont l'amplitude dépend de larugosité et de la permittivité du sol. Nous élaborons une méthode nous permettant de construire unecarte globale de la réflectivité. Afin de séparer les paramètres physiques qui constituent ce signal, nousproposons des méthodes statistiques simples, inspirés du SAR (radar à synthèse d'ouverture) terrestre,complétées par l'élaboration de modèles de rétrodiffusion de surface à incidence normale. Nousmontrons des résultats de cette approche et leur adéquation avec les modèles théoriques. Enfin, nousmettons en évidence une variation temporelle de la réflectivité aux pôles que nous attribuons à laprésence des condensats saisonniers de CO2. Notre méthode d'analyse statistique de la réflectivité,associée à un modèle de rétrodiffusion à trois couches, nous permet d'évaluer la variation d'épaisseurdes condensats dans des régions à très hautes latitudes (80°-85°).

Les coulis de glace sont des réfrigérants secondaires considérés comme propres. Ils sont notamment utilisés dans la climatisation, la conservation d’aliments ou certaines applications médicales. Ils se composent de particules de glace et d'un mélange d'eau liquide et d'un additif (ici le propylène-glycol ou l’éthylène-glycol) utilisé pour abaisser le point de congélation de l'eau. Les caractéristiques rhéologiques des coulis de glace ont été mesurées à l'aide d’un rhéomètre de type Discovery HR2 équipé d'une géométrie de type "vane". On considère trois concentrations initiales de soluté (5%, 14% et 24%) pour les deux additifs et les fractions massiques de glace varient entre 5% et 65%. Les résultats expérimentaux révèlent que les coulis de glace sont généralement des fluides non Newtoniens présentant un comportement rhéofluidifiant ou rhéoépaississant en fonction des conditions expérimentales. Les indices d’écoulement et de consistance impliqués dans le modèle de Herschel-Bulkley ont été évalués selon la méthode des moindres carrés. Les résultats sont finalement validés à partir d’une base de données expérimentales issues de la littérature et les prédictions d'un modèle de réseau de neurones artificiels.