Ce mémoire a comme objectif de prédire les performances d’une turbine modèle de type bulbe à l’aide de simulations numériques RANS k-ε. Tout d’abord, par des simulations numériques, on valide les éléments de la méthodologie les plus susceptibles d’influencer la qualité des résultats. Par la suite, on obtient la colline de rendement numérique et on analyse l’effet du jeu de bout d’aube ainsi que des jeux au moyeu sur la prédiction de performance. Les résultats indiquent que la colline de rendement numérique se compare bien à la littérature portant sur les turbines bulbes. On montre, de plus, que tenir compte du jeu de bout d’aube dans la simulation numérique diminue de manière significative le rendement prédit. L’impact des jeux au moyeu est cependant négligeable sur la prédiction de performance de la turbine. Finalement, une modification de l’aspirateur est proposée pour la suite du projet entrepris par le consortium de recherche.

Ce mémoire de maîtrise présente le travail effectué pour concevoir et réaliser un canal hydrodynamique. Ce canal permettra un étalonnage rapide et précis de capteurs de frottement de type film chaud. Lors de ce projet, des simulations numériques ont été effectuées pour valider le rapport de forme et la longueur de développement du canal permettant d’atteindre un écoulement pleinement développé et bidimensionnel. Une étude structurelle et hydraulique du canal a ensuite permis de vérifier le respect du cahier des charges. Enfin, des mesures de vitesse dans la veine d’essai ont été effectuées à l’aide d’un système LDV. Les profils obtenus ont montré que l’écoulement peut être considéré pleinement développé et bidimensionnel dans cette zone. Cependant, quelques différences par rapport à la littérature et aux simulations numériques ont été détectées. L’étude de l’influence de certains paramètres a permis de déterminer des pistes d’amélioration pour une estimation plus précise du frottement. / This Master’s thesis presents the design of a hydraulic tunnel. The bench should allow calibrating wall shear stress hot-film probes easily and rapidly. During this project, 3D CFD simulations have been performed to find minimum aspect ratio and minimum length of development to reach 2D fully developed flow. Then, mechanical and hydraulic analyses have been carried out to determine if the design conforms to specifications. After manufacturing, velocity and pressure measurements have been performed respectively with a LDV system and differential pressure sensor. By comparing different velocity profiles, it has been confirmed that the flow in test section is 2D fully developed. However, some discrepancies with the literature and the CFD simulations have been detected. The study of some parameters allowed to determine possible causes for these differences and to propose future studies to improve wall shear stress estimation.

Un modèle multicorps de camion semi-remorque à 331 degrés de liberté a été construit dans un logiciel à code source libre. Il a été étalonné et validé à l’aide d’une campagne expérimentale effectuée sur la route. Le signal d’un photodétecteur, 10 signaux d’accélération, la distribution du poids, les données météorologiques et le profil longitudinal de la route y ont été recueillis. Afin de bien représenter l’interaction avec la route, un modèle dynamique du pneu a été développé et il est précis jusqu’à 100 Hz. Ce dernier a été étalonné à l’aide de données obtenues à partir d’un modèle fiable d’analyse par éléments finis. Finalement, le modèle de camion a été utilisé dans une étude paramétrique qui a servi à obtenir des relations entre différents critères d’évaluation des profils et l’efficacité du transport. Ces différents critères sont l’IRI, le HRI et plusieurs autres indices inspirés de ceux-ci. L’efficacité est évaluée selon la consommation d’essence, l’usure du véhicule, la santé des occupants et la sécurité. / A multibody model of a semi-trailer truck with 331 degrees of freedom was built using an open source software. It was calibrated and validated by an on road experimental campaign. There, the signal from a photodetector, 10 acceleration signals, the weight distribution, meteorological data, and the longitudinal profile have been collected. In order to properly represent the interaction with the road, a dynamic tire model has been developed and it is precise at up to 100 Hz. The latter was calibrated with data obtained from a trustworthy finite element model. Finally, the truck model was used in a parametric study which allowed to obtain the relationships between various road surface evaluation criteria and the efficiency of vehicles. These criteria are the IRI, the HRI, and many more inspired from those two. The efficiency is evaluated in terms of fuel consumption, vehicle wear, passenger health, and security.

La mondialisation des marchés, la crise économique de même que de nombreuses forces externes ont provoqué une concurrence très poussée entre les entreprises forestières d’ici et d’ailleurs. Cette concurrence les oblige à améliorer leurs décisions pour rester compétitives au niveau des critères économiques, environnementaux et sociaux. Dans notre étude nous avons proposé des indicateurs de performance de développement durable qui peuvent être alignés avec les objectifs du système de décision d’une entreprise forestière. Pour ce faire, nous nous sommes inspirés de la méthode ECOGRAI développée par les Professeurs Doumeingts et Pun au laboratoire de recherche GRAI de l’Université de Bordeaux. Nous avons aussi mis en pratique quelques indicateurs de performance pour un réseau logistique forestier qui représente le contexte de la Côte-Nord au Québec, en utilisant un progiciel de modélisation et d’optimisation (Logilab). Nous avons conclu que les indicateurs proposés peuvent effectivement nous aider à atteindre les objectifs environnementaux, sociaux et économiques puisqu’ils mesurent l’efficacité et l’efficience de tout le réseau simulé par rapport aux objectifs fixés et supposés acceptés dans le cadre de la stratégie du réseau. Ils pourraient également être généralisés à d’autres secteurs d’activité.

La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique de la neige sont deux paramètres essentiels pour effectuer l'analyse numérique du comportement thermique de milieux poreux. Plusieurs mesures de ces paramètres ont été effectuées successivement sur des échantillons de neiges compactées recueillis à l'Université Laval. La mesure de la conductivité thermique a été effectuée selon la méthode du fil chaud. Pour la perméabilité intrinsèque, un perméamètre à air à double mur fût conçu pour des expériences en laboratoire. La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique variaient respectivement de 1.1 x 10-8 à 8.0 x 10-11 m2 et de 0.09 à 0.48 W/mK pour des échantillons de neige ayant des porosités s'étalant entre 0.32 et 0.75. Les résultats se comparent bien avec ceux trouvés dans la littérature. Des modèles de prédiction des propriétés ont été examinés pour chacune des propriétés avec la porosité et le diamètre des grains.

Ce travail de recherche a pour objectif de caractériser les pièces de la roue et de la trompette d’une turbine bulbe à partir d’un modèle réel. Suite à la reconstruction du modèle numérisé de la roue, cette géométrie sert de base pour le développement d’une aube instrumentée pour des mesures de pression. Un appareil de mesure laser sans contact est utilisé conjointement avec un bras de mesure portable de précision afin de récupérer les géométries du modèle sous forme de nuages de points. Ils sont ensuite traités dans un modeleur 3D afin d’obtenir la géométrie numérisée. Des analyses de déviations sont effectuées pour valider les modèles informatiques, quantifier les déviations et le respect de la norme CEI60193 par la roue. Une aube de roue instrumentée avec capteurs de pression embarqués est finalement développée pour investiguer les fluctuations de pression sur la roue en régime permanent et transitoire. / This research work deals with the geometry recovery of the runner and the draft tube of a bulb turbine, based on the real scale model. Once the geometry recovery of the runner completed, this computerized geometry allows to design an instrumented blade with embedded pressure sensors. A non-contact laser scanner on a precision measuring arm is used to create precise and detailed point clouds of the runner and draft tube geometries. Then, these point clouds are processed in a computer-aided design (CAD) software, in order to achieve a precise computerized geometry of the model. Deviation analyses allow to quantify the deviations so as to validate the CAD geometries and the IEC60193 standard agreement for the runner. Finally, a new instrumented blade with thirty embedded pressure sensors is developed so as to investigate pressure fluctuations in the runner in constant and transient operating conditions.

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