Literatura académica sobre el tema "Banc d’essai expérimental"

Cet article est consacré à la réalisation d’un osmoseur alimenté par un générateur photovoltaïque. Nous présentons le montage que nous avons réalisé de cet osmoseur, l’étude théorique de son alimentation par voie solaire la commande pour un fonctionnement au point de puissance optimal et le banc d’essai expérimental que nous avons réalisé. Les résultats expérimentaux sont avancés.

Résumé Cet article présente un débitmètre à ultrasons conçu en tant que capteur intelligent pour la mesure des écoulements en surface libre ou en conduites fermées. Ce type de débitmètre peut être utilisé pour des applications industrielles ou de gestion de l’eau. Il répond à la forte demande des autorités de supervision des ressources en eau dans les régions semi-arides d’agriculture irriguée. Un état de l’art et les principes généraux des mesures de débits de liquide par ultrasons sont donnés. Le débitmètre original proposé utilise le principe de la mesure des délais entre les impulsions envoyées vers l’amont et vers l’aval dans le fluide. L’approche repose sur la mesure de la différence du temps de transit des ondes acoustiques sur une ou plusieurs cordes de mesure, réparties sur un intervalle suffisant, de manière à assurer la précision requise. Cette méthode permet une véritable intégration du profil des vitesses, ce qui assure une meilleure précision. La vitesse du son dans le fluide est éliminée des calculs grâce à l’utilisation des temps de transmission réciproques. Les calculs de débit sont assurés par un micro-contrôleur. Les calculs théoriques et les technologies proposées ont donné lieu à la réalisation d’un prototype expérimental. Une première application de ce débitmètre à ultrason est réalisée en laboratoire en conduite fermée dans une installation d’essai comportant une seule paire de transducteurs à ultrason. Une seconde application expérimentale est menée sur un banc d’essai comprenant un canal artificiel de forme trapézoïdale de dimensions géométriques bien déterminées avec une pente variable. Ces tests ont permis de vérifier la précision de l’appareil et de valider les techniques et les principes mis en oeuvre dans la conception du débitmètre.

L’énergie solaire photovoltaïque (PV) est parmi les énergies renouvelables la plus utilisée pour la production de l’énergie électrique. Le point le plus important en ce qui concerne l'intégration des systèmes photovoltaïques au réseau est le convertisseur de puissance, notamment les onduleurs qui ne sont pas tout à fait capables de fonctionner en mode avancé. Les nouvelles techniques en développement permettent d'améliorer les performances des onduleurs en assurant l'intégration correcte des systèmes photovoltaïques en tenant compte des caractéristiques du réseau. D’où, des exigences pour le contrôle avancé de l'onduleur connecté au réseau permettent le contrôle complet de l'énergie photovoltaïque fournie, toute en assurant une bonne qualité d’énergie, un faible Taux de Distorsion Harmonique (THD) des courants injectés dans le réseau et le contrôle de la puissance active et réactive. Ce papier présente, les configurations, la classification et les topologies des différents types d’onduleurs PV connectés au réseau. Un résumé concis des méthodes de contrôle pour les onduleurs monophasés et triphasés est également présenté. Un banc d’essai a été réalisé pour la validation expérimentale des techniques de contrôle proposées et développées.

Un des objectifs de ce travail est la fiabilisation de l’autosurveillance des ouvrages de déversement pour lesquels les faibles lames déversantes contribuent fortement au volume annuel déversé. Une réflexion préalable explicite la problématique de l’évaluation de l’incertitude de la mesure, prépondérante pour ces faibles lames déversantes. Les approches de différentes normes métrologiques sont comparées, notamment sur le choix de l’incertitude de la détermination du zéro de la mesure de hauteur. Alors qu’il est préconisé de considérer 1 cm d’incertitude pour des sites de grande taille équipés d’une crête irrégulière en génie civil, elle peut baisser à 2 mm pour les petits ouvrages équipés d’une crête profilée en Inox. Reprofiler la crête avec une échancrure permet donc de réduire l’incertitude de mesure à quelques millimètres tout en relevant la lame déversante des faibles débits. Une forme spécifique, composée d’une succession d’arcs de cercle est présentée ici à travers une calibration par modélisation 3D et sa validation sur banc d’essai. Cette crête permet une évaluation du débit avec une incertitude inférieure à 6 %, même pour les faibles lames déversantes en réduisant l’accroche des déchets flottants. Cette forme limite aussi l’élévation de la hauteur d’eau en amont, l’acceptabilité de cette dernière doit être vérifiée via un diagnostic capacitaire.

Le développement récent, des capteurs plans solaires à hautes températures, rend l’utilisation des systèmes solaires thermiques dans le milieu industriel envisageable. Nous présentons dans ce papier une contribution à l’étude du potentiel de production d’eau chaude d’une installation, utilisant des capteurs plans, implantée sur le site de l’Université de Batna. Nous donnons, en premier lieu, un aperçu sur le contexte énergétique mondial en termes de consommation d’énergie et de niveaux de températures requis dans le secteur industriel, ainsi qu’une analyse de la consommation nationale par vecteurs énergétiques dans le secteur de l’industrie. Ensuite, nous définissons la chaîne de mesure appliquée au banc d’essai expérimental, suivi par le modèle de simulation établi. Nous présentons également l’interface d’acquisition et de contrôle du système, ainsi que les résultats expérimentaux obtenus.

Le pompage d’eau est un facteur important dans le développement des zones rurales et isolées des pays en développement. L’utilisation de système de pompage photovoltaïque (PV) pour l’exhaure de l’eau dans ces zones s’avère une solution très fiable à condition d’être bien dimensionner. Le dimensionnement des systèmes PV, en particulier ceux de pompage d’eau, nécessite l’utilisation de modèle qui reflète la réalité et ils se doivent d’être précis. Dans ce travail, nous allons présenter un modèle d’un groupe moteur-pompe couplé à un générateur photovoltaïque, ce modèle reliant la puissance électrique consommée par l’électropompe au débit d’eau pompée pour chaque hauteur de pompage. Les paramètres du modèle et l’erreur d’approximation sont obtenus en utilisant des mesures expérimentales. A cet effet, nous avons utilisé le banc d’essai de pompage photovoltaïque de l’URAER. Les résultats sont très satisfaisants.

En premier lieu, nous rappellerons les potentialités dont l’Algérie dispose en énergie solaire et nous donnerons un aperçu sur l’état de l’art des chauffe-eau solaires actuels. Ensuite, nous présentons l’ensemble de la chaîne de mesure devant être utilisé pour la réalisation d’un banc d’essai-test chauffe-eau, avec les divers dispositifs et capteurs mis à notre disposition pour ces expérimentations, et en signifiant précisément la notion de l’acquisition de données et l’instrument utilisé à cet effet. Dans cet article, nous décrirons le fonctionnement de notre système, ainsi que la carte électronique conçue pour la commande. Un aperçu du logiciel élaboré et développé pour la gestion de l’ensemble est donné. Des résultats obtenus sur des tests expérimentaux du système de chauffage de l’eau par énergie solaire seront discutés.

Parmi toutes les méthodes expérimentales, l’optique a toujours occupé une place de choix grâce à son caractère non intrusif: la traversée d’un écoulement par un faisceau lumineux n’entraine pas de perturbation dans les conditions requises par la visualisation ou la mesure. C’est ce qui explique l’importance de la technique que nous allons décrire. Cette étude vise la mise en place d’un banc d’essai en vue de visualiser et traiter numériquement la convection naturelle induite par un disque rainuré et chauffée par le bas dans un système ouvert. La méthode de visualisation choisie est l’ombroscopie comme méthode non intrusive afin de ne pas perturber la convection. Il est utile aussi de rappeler que cette dernière technique délivre en fait des images qu’il faudra lire et éventuellement traiter. Ainsi, dans pratiquement tous les cas de contrôle optique, il faut, pour obtenir des images reconstituées de bonne qualité et envisager une vision nette, mettre en oeuvre un système élaboré de traitement d'images. Ce système a pour premier but d’améliorer la qualité de l’image sur le plan du contraste et du niveau de bruit; il doit en seconde lieu très souvent prendre en compte la morphologie des objectifs recherchés afin de rendre l’image reconstituée parfaitement exploitable.

Dans la perspective d’une amélioration des performances et de l’efficacité de la génération future des turboréacteurs, et afin de respecter les réglementations environnementales évolutives concernant les pollutions diverses émises par ces machines, les industriels du secteur de l’aéronautique cherchent des solutions technologiques adaptées. Parmi l’ensemble des pistes étudiées par les fabricants, l’augmentation de la vitesse de rotation de la turbine basse pression au sein du turboréacteur est envisagée pour augmenter le rendement global, en contrepartie du renforcement des phénomènes vibratoires complexes, dont il est nécessaire de maîtriser en phase de conception. En effet, la turbine basse pression qui compose les turboréacteurs de la génération LEAP a la particularité d’être constituée d’un assemblage d’aubes dont la géométrie intègre un talon à l’extrémité supérieure de celles-ci. L’ensemble des talons vient alors s’emboîter les uns avec les autres lors du montage des aubes sur le disque, appliquant de ce fait une précharge statique sur celles-ci, grâce à un angle de prétorsion prévu dès la phase de conception. La fonctionnalité de ce talon est double : d’une part il sert à garantir l’étanchéité de la veine aérodynamique en limitant les pertes fluides du flux d’air traversant les aubes, et d’autre part il introduit un amortissement par frottement par le biais du contact entre les talons des aubes fixées sur le disque, permettant ainsi de réduire l’amplitude de vibration de celles-ci. L’objectif de cette thèse est alors de pouvoir reproduire le comportement dynamique non-linéaire d’une aube de turbine basse pression sur un modèle numérique, et de valider les résultats obtenus à l’aide d’un banc d’essai expérimental académique. Pour ce faire, une étude bibliographique est menée afin d’établir un état de l’art des bancs d’essai expérimentaux existant, leurs spécificités, les observations réalisées, le matériel employé, etc., afin de positionner par rapport à la littérature le banc d’essai académique conçu dans le cadre de cette thèse, compte-tenu des spécifications souhaitées. Une fois la conception et la fabrication du banc d’essai abouties, des essais préliminaires nécessaires au déverminage de celui-ci sont réalisés, notamment des analyses modales des aubes ainsi que des essais de torsion pour la calibration de jauges de déformation afin de mesurer la précharge statique lors de l’assemblage des aubes sur le banc d’essai. Des réponses forcées sur la plage de fréquence du premier mode de flexion de la structure ont été réalisées à l’aide d’une excitation par un sinus pas à pas pour différence configurations de précharge statique. De même, la construction du modèle numérique ainsi que la réalisation de calculs de réponses fréquentielles non-linéaires implique la compréhension et le maniement de méthodologies spécifiques, notamment pour traiter les forces non-linéaires liées au contact avec frottement entre les talons des aubes. Par ailleurs, une problématique supplémentaire, intrinsèque à la construction du modèle éléments finis reproduisant la précharge statique par prétorsion des aubes, est la non-coïncidence des maillages des interfaces de contact, nécessitant dans un premier temps de les contraindre pour les rendre suffisamment réguliers afin de conserver la construction d’éléments de contact nœud à nœud. Dans un second temps, une méthode permettant de traiter cette problématique est proposée, à partir d’une courte bibliographie et en prenant en compte les différentes méthodologies de calcul, des réponses fréquentielles supplémentaires sont alors calculées
With a view of improving the performance and efficiency of the future generation of turbojet engines, and in order to comply with evolving environmental regulations concerning the various pollutants emitted by these machines, aerospace manufacturers are looking for suitable technological solutions. Among all the avenues studied by the manufacturers, increasing the rotational speed of the low-pressure turbine within the turbojet engine is envisaged to increase overall efficiency, in return for the reinforcement of complex vibratory phenomena which need to be taken into account during the design phase. In fact, the low-pressure turbine used in the LEAP generation of jet engines has the particularity of being made up of an assembly of blades whose geometry incorporates a shroud at the upper end of them. All the shrouds interlock with each other when the blades are mounted on the disc, thereby applying a static pre-load to the blades, thanks to a pre-twist angle provided for at the design stage. The function of this shroud is twofold: on the one hand, it serves to guarantee the tightness of the airfoil by limiting the fluid losses of th airflow passing through the blades, and on the other hand, it introduces frictional damping through contact between each blade fixed on the disc, thus reducing their vibration amplitude. The aim of this thesis is to reproduce the non-linear dynamic behavior of a low-pressure turbine blade on a numerical model, and to validate the results obtained using an academic experimental test bench. To this end, a bibliographical study is carried out to establish the state of the art of existing experimental test benches, their specific features, the observations made, the equipment used, etc., in order to position the academic test bench designed as part of this thesis in relation to the literature, taking into account the desired specifications. Once the design and manufacture of the test bench have been completed, the preliminary tests required for its debugging are carried out, including modal analysis of the blades and torsion tests for the calibration of strain gauges to measure the static pre-load when the blades are assembled on the test bench. Forced responses over the frequency range of the structure’s first bending mode have been achieved using step sinus excitation for different static pre-load configurations. Similarly, building the numerical model and calculating non-linear frequency responses requires an understanding and handling of specific methodologies, particularly for dealing with the non-linear forces associated with the frictional contact between the blades shrouds. An additional problem, intrinsic to the construction of the finite element model reproducing the static pre-loading by blade pre-twisting, is the non-coincidence of the meshes of the contact interfaces, necessitating firstly to constrain them to make them sufficiently regular in order to preserve the construction of node-to-node contact elements. Secondly, a method for dealing with this problem is proposed, based on a short bibliography, and taking into account the various calculation methodologies, additional frequency responses are then calculated

Du fait du durcissement des normes en matière d’émissions polluantes et de gaz à effet de serre, les constructeurs automobiles développent des groupes motopropulseurs toujours plus sophistiqués et mettent au point des stratégies de contrôle moteur avancées. Dans ce contexte, les outils de simulation interviennent à toutes les étapes du processus de développement d’un moteur. Il est donc nécessaire de posséder des modèles à la fois fiables et simples d’utilisation. Les transferts thermiques entre les gaz et les parois de la chambre de combustion influencent des postes clés tels que la consommation et les émissions polluantes. Néanmoins ceux-ci sont difficiles à modéliser du fait de la complexité associée à leur caractérisation expérimentale. Au cours du travail de thèse, une instrumentation spécifique permettant de mesurer directement le flux de chaleur aux parois des chambres de combustion des moteurs à piston a été développée. Les mesures spécifiques réalisées dans différentes conditions de fonctionnement sont combinées à des mesures standards afin de d’étudier les phénomènes gouvernant le transfert de chaleur. Ces résultats sont utilisés pour comparer les principaux modèles zéro-dimensionnels provenant de la littérature et les différentes méthodes de calibration disponibles. Leur précision ainsi que leur prédictivité sont évaluées et des modifications sont proposées
Due to more and more severe regulations regarding pollutant and greenhouse gas emissions, advanced powertrain and engine management systems are developed by car manufacturers. In this context, simulation tools are taking an ever-growing importance and are involved in every stage of the development process of engines. Therefore, there is a need for practical and reliable models. Heat transfer between the working gas and the walls of the combustion chamber affect key aspects such as fuel consumption and pollutant emissions. However, heat transfer modeling is difficult because of the complexity associated with its experimental characterization. During this thesis, a specific probe capable of directly measuring heat fluxes to the combustion chamber walls of reciprocating engines has been developed. Specific measurements performed in various working conditions are combined with standard measurements in order to study the phenomena governing the heat transfer process. These results provide relevant information to compare the most common models in the literature and the different calibration methods available. Models accuracy and predictivity are assessed and modifications are proposed

Dans le cadre du projet ECOMEF visant à éco-concevoir un outil de bûcheronnage pour la mécanisation des peuplements feuillus, les travaux de thèse présentés ici concernent la modélisation du système bois court, et plus particulièrement des opérations d’abattage et de façonnage (ébranchage et billonnage). Des modèles ont été développés afin d’étudier la transmission de l’effort d’entraînement au tronc par les rouleaux ainsi que l’opération d’ébranchage par choc. Parallèlement, différents démonstrateurs ont été réalisés afin de mener un certain nombre d’essais expérimentaux, qui ont permis, d’une part, une meilleure compréhension des phénomènes étudiés, et d’autre part le recalage des modèles théoriques. Enfin, une simulation dynamique multicorps a été mise en place, afin d’étudier plus précisément l’adaptation de différentes architectures cinématiques de châssis articulés aux flexuosités du tronc rencontrées dans les essences feuillues. Celle-ci intègre l’ensemble des modèles analytiques développés et permet une approche globale à travers l’interaction des modèles les uns avec les autres
The research work presented here and realized within the framework of the ECOMEF project - which aims to develop a harvester head more specifically designed to process and fell broad-leaved trees – focuses on the modeling of the cut-to-length logging process, and particularly on the felling and processing (delimbing and bucking) operations. Several models have been developed in order to study the transmission of the feed force to the trunk or the delimbing process. In the same time, different benches have been designed in order to carry out experimental tests that allow a better understanding of the considered phenomenons as well as the experimental characterization of the models’ parameters. Finally, a multi-body dynamic simulation has been developed, in order to study the adaptation of different kinematic architectures of articulated frames to the crooked trunks specific to broad-leaved trees. This simulation contains each analytic model and allow a global study of the phenomenon by considering the interaction between each model

Le secteur des transports est soumis à des réglementations sévères visant à limiter les émissions polluantes à l’échappement. Les biocarburants ont reçu une attention particulière en tant que carburant de substitution ou additif aux carburants traditionnels dans l’espoir de remédier aux problèmes de l’épuisement des ressources fossiles et des émissions de certains polluants. Cette thèse a pour objectif principal d’étudier l’impact de l’incorporation des biocarburants oxygénés ou synthétiques aux carburants traditionnels sur les émissions de polluants non réglementés à savoir les composés carbonylés (aldéhydes et cétones) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) adsorbés sur la suie. Dans un premier temps, une étude a été menée dans une chambre de combustion interne. Les prélèvements des gaz à l’échappement suivis par les analyses chromatographiques en phase liquide ont permis d’évaluer l’effet de l’additivation du carburant sur les émissions de composés carbonylés. Une deuxième étude a été menée au moyen d’un brûleur à flamme plate permettant de collecter des suies de flammes riches dans des conditions stabilisées. Les mesures effectuées ont permis de déterminer l’effet de l’incorporation des biocarburants oxygénés au carburant sur la production de suie et le contenu d’HAPs adsorbés. Ce travail a été complété par l’étude de la cinétique d’oxydation de trois additifs oxygénés à l’état pur en réacteur auto-agité à pression atmosphérique et dans un large domaine de températures (530-1280 K) et de richesses (0,5-4). Les profils de concentration des réactifs, produits et principaux intermédiaires stables ont été obtenus par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourrier (IRTF) et chromatographie en phase gazeuse. Ces résultats ont été ensuite confrontés aux profils d’espèces obtenus par simulation, à l’aide des modèles cinétiques d’oxydation disponibles dans la littérature
The transport sector is subject to strict regulations aiming at limiting pollutants emissions. Biofuels have received particular attention as alternative fuel or additive to traditional fuels for remedying two issues: the depletion of fossil resources and emissions of certain pollutants. In this work we studied the impact of blending conventional fuels with synthetic or oxygenated biofuels on the emissions of non-regulated pollutants, namely carbonyl compounds (aldehydes and ketones) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) adsorbed on soot. Firstly, the carbonyl compounds emissions were studied using an internal combustion engine. The carbonyls were collected at the exhaust of a diesel engine running with biofuel blends and analyzed using high performance liquid chromatography. Secondly, the impact of blending the conventional fuel with oxygenated biofuels on soot formation and adsorbed PAHs were studied using a flat flame burner under well stabilized conditions. This work was completed by the study of the kinetics of oxidation of three oxygenated additives in a jet-stirred reactor at atmospheric pressure, over the temperature range 530-1280 K and for different equivalence ratios (0.5-4). The concentration profiles of reactants, products and main stable intermediates were obtained by probe sampling and gas analyses including Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and gas phase chromatography. These results were then compared to simulated species concentration profiles obtained using oxidation kinetic models available from the literature