Congrès - Recherche d'activité

La récupération d’énergie vibratoire a récemment fait l’objet de nombreuses études. Il a été démontré que lorsqu'un récupérateur traditionnel est excité par une source harmonique, il est efficace sur une faible bande de fréquences coïncidant avec sa fréquence de résonance. En pratique, les sources d'excitation sont rarement harmoniques et ont plutôt un large contenu fréquentiel. Dans ce cas, un récupérateur traditionnel est peu performant et des conceptions alternatives doivent être proposées afin d'élargir la bande de fréquences utile. Une conception intéressante est celle d’utiliser un vecteur de récupérateurs. Elle consiste en plusieurs récupérateurs ayant différentes fréquences de résonance permettant d’augmenter la puissance récupérée sur une plus large bande de fréquences. Cependant, cela implique une augmentation du volume de la structure et ainsi une diminution de sa densité de puissance. L’objectif de cette étude est donc de concevoir un vecteur de deux récupérateurs piézoélectriques optimisé afin d’atténuer la baisse de densité de puissance. L’étude inclut une modélisation électromécanique permettant de prédire la distribution de densité de puissance (densité de puissance en fonction de la fréquence d’excitation) du vecteur ainsi qu’un processus d’optimisation de ses paramètres. Pour une source d’excitation donnée, les paramètres optimaux du vecteur seront déterminés maximisant la moyenne et minimisant l’écart type de la distribution de densité de puissance. 

Les travaux de recherche menés en doctorat explorent la surveillance et le diagnostic des grands alternateurs hydroélectriques via l'auto-encodeur variationnel, une technique d'apprentissage profond en se basant sur les signaux vibroacoustiques. Une modélisation numérique d'un alternateur hydroélectrique sur Ansys Workbench a été utilisée pour générer des signatures fréquentielles de défauts, essentielles en raison de l'impossibilité de créer des défauts en conditions réelles. Ces signatures sont intégrées à des signaux réels pour constituer une base de données servant à l'apprentissage et à la validation du modèle d'intelligence artificielle. La surveillance en temps réel permet de détecter précocement les défauts, en se basant sur deux métriques développées qui minimisent les fausses alertes et surpassent les méthodes traditionnelles, même avec l'injection du bruit gaussien. L'exploration de l'espace latent du modèle, un espace à dimension réduite (2D), a permis un diagnostic efficace, chaque état de la machine étant représenté par un cluster coloré. Ensuite, un terme de désirabilité a été intégré à la fonction objective du modèle pour standardiser le modèle de diagnostic pour qu'il soit potentiellement applicable à toutes les machines. Ces travaux, en collaboration avec Hydro-Québec, favorisent le transfert technologique vers l'industrie, optimisant la surveillance.

Les tiges de millet perlé sucré et de sorgho sucré regorgent de jus à forte teneur en sucres qui pourrait être utilisé pour la production de bioéthanol. À l’été 2013, deux prototypes de presse ont été conçus et fabriqués au Département des sols et de génie agroalimentaire de l’Université Laval; une presse hydraulique horizontale et une presse à rouleaux. Ces presses ont été comparées afin de déterminer le concept le plus approprié pour extraire le jus de la biomasse de ces deux plantes. L’impact de la présence des feuilles sur le pressage a aussi été évalué. La presse hydraulique a permis d’extraire environ deux fois plus de jus que la presse à rouleaux. Peu importe la presse, plus de jus fût extrait lorsque la biomasse était pressée sans les feuilles. En moyenne, 320 mL kg^-1 de jus ont été extraits avec la presse hydraulique sans les feuilles contre seulement 180 mL kg^-1 avec les feuilles, toutes espèces confondues. La presse à rouleaux a permis d’extraire plus de jus du sorgho sucré que du millet perlé sucré. Peu importe la presse utilisée, le contenu en sucres était le même pour les deux espèces, avec ou sans feuilles. Les résultats démontrent une plus grande efficacité de la presse hydraulique par rapport à la presse à rouleaux. Il est recommandé de presser la biomasse sans les feuilles pour une meilleure extraction de jus, sans en diminuer sa concentration en sucres. Des améliorations devraient être apportées à la presse hydraulique afin d’optimiser l’extraction de jus.

Les énergies renouvelables sont de plus en plus d’actualité et avant de les utilisées, nous devons développer la technologie pour leur bon fonctionnement. L’hydrogène est une de ces énergies, mais dû à sa faible densité, il est difficile de l’utilisé pour des moyens de transport. Nous présentons un moyen d’améliorer le stockage de l’hydrogène en faisant des simulations Grand Canonique Monte Carlo quantiques (basé sur l'approche des intégrales de chemin) d'adsorption d'hydrogène sur des structures métallo-organiques (MOF). Un potentiel de Lennard-Jones (LJ) 6-12 est utilisé pour les interactions H₂-H₂ et le potentiel OPLS-AA pour les interactions H₂-MOF.  La figure jointe montre l'isotherme d'hydrogène d'adsorption en excès du MOF-5 comparée à deux groupes de recherches expérimentales rééchelonnées selon la surface spécifique pour une température de 77 K.





L'augmentation constante de la demande énergétique et l'intérêt pour la décarbonation de la production d'électricité, afin de lutter contre les changements climatiques, ont grandement favorisé le développement des énergies renouvelables, telles que l'éolien et le photovoltaïque. Cependant, ces technologies entraînent des changements majeurs dans la protection des réseaux électriques.

Cette recherche présente une étude expérimentale menée sur des relais de protection commerciaux (protection de distance). Il a été observé que la contribution non conventionnelle d'une source d'énergie raccordée au moyen d'onduleur (SERMO), causée par une variation de fréquence, peut, lors d'un défaut ligne-ligne (LL), entraîner une mauvaise opération de l'élément de blocage de ligne ouverte. L'étude contribue principalement à l'identification d'une source potentielle de dysfonctionnement des protections de distance.

La méthodologie employée repose sur l’utilisation de résultats transitoires menant à cette défaillance et réalisés sur le logiciel EMTP afin de tester les relais commerciaux. Par la suite, une étude MATLAB est menée afin de valider l’hypothèse. 

Les résultats montrent qu'un déphasage entre les sources aux extrémités d'une ligne, provoqué par une variation de fréquence, peut entraîner un écart entre les courants lors d'un défaut LL. Cet écart peut se rendre au point où le relais identifie incorrectement cet état comme une ligne ouverte, bloquant ainsi le déclenchement des protections.

Au cours des prochaines années, le gouvernement interdira l’enfouissement du bois (2014) et des matières organiques (2020) afin d’être valorisés. L’utilisation de ces biomasses forestières et agricoles représente un approvisionnement comme source d’énergie et de produits biosourcés. Le développement de la filière bioraffinerie dans un contexte régional est donc une voie intéressante de valorisation des points de vue économique et environnemental. Différents acteurs de la région de la Mauricie, entreprises privées, organisme gouvernemental et centre de recherche ont misé sur la torréfaction de biomasse comme voie de valorisation.

Dans ce contexte régional, le procédé de torréfaction sera utilisé pour produire du biochar comme amendement des sols.

Ce projet multisectoriel regroupe les différents intervenants (producteurs de biomasse, transformateurs et utilisateurs) du cycle de vie des produits. L’approche préconisée consiste à créer un marché local de valorisation de la biomasse résiduelle de même que son utilisation. Le transport entre les lieux de récolte, de transformation et d’utilisation sera restreint, augmentant ainsi la compétitivité et la diminution des émissions de GES.

Pour conclure, le développement de la bioraffinerie doit être démontré dans un contexte régional afin de favoriser le développement des régions et de créer un cycle de vie court d’un produit biosourcé diminuant ainsi les impacts environnementaux.

Les systèmes vivants sont en dialogue constant avec le monde naturel (Richter, 1978). L’architecture actuelle s’inspire de cette idée et se traduit par le concept de l’architecture sensible et adaptable (Beesley, 2006). Par définition, l’architecture sensible est la forme bâtie qui interagit avec son usager et son environnement (Bullivant, 2006) et qui s’adapte selon cette interaction. Ce dialogue s’élabore des échanges dynamiques entre l’environnement, la forme bâtie et l’occupant, qui composent une ambiance architecturale (Lecorde et Groleau, 2000). En ce sens, la recherche propose, par une approche appartenant aux sciences de l’artificiel, un milieu virtuel d‘expérience pour l’architecture adaptable par la transcription de l’ambiance lumineuse dans une structure réactive tridimensionnelle. Ce milieu d’expérience élaboré à partir des algorithmes génétiques, offre plusieurs possibilités d’émergence des formations morphologiques complexes. Ainsi, il permet aux concepteurs de tester un large éventail de possibilité dans un laboratoire virtuel, un environnement de conception contrôlée qui vivifie et renforce la créativité de l’architecte dans la démarche exploratrice du design. La recherche présentée s’intéresse particulièrement à montrer comment une structure architecturale adaptable peut bonifier l’expérience de l’espace, à travers la nature dynamique de l’ambiance lumineuse.

L’étude théorique des courts-circuits à partir des composantes symétriques est menée depuis des décennies et le comportement des machines à courants alternatifs conventionnelles est bien connu. Toutefois, avec l’arrivée des sources d’énergie raccordées au moyen d’onduleurs (SERMO) et leurs contributions non conventionnelles aux courants de court-circuit, il est nécessaire de préciser davantage la caractérisation des défauts de ligne pour assurer le bon fonctionnement des systèmes de protection.

Lors d’une étude expérimentale sur des relais de protection commerciaux, il a été observé qu’un court-circuit biphasé à la terre (2LG) pouvait entraîner un écart de magnitude des courants dans les deux phases en défaut, pouvant conduire à une mauvaise opération du système de protection. L’objectif de cette recherche est d’expliquer l’origine de cet écart et d’étudier certains paramètres d’influence.

La méthodologie repose sur une étude théorique pour identifier les facteurs menant à la différence des courants de ligne en présence d’une faible source SERMO lors d’un défaut 2LG. Ensuite, une modélisation sous MATLAB a permis de valider cette hypothèse et d’étudier certains paramètres déterminants.

Il a été démontré qu’une différence entre l’angle des impédances de séquences inverse et homopolaire provoque un écart entre les courants lors d’un défaut 2LG. Cet effet peut être amplifié par la contribution non conventionnelle d’une source SERMO. 

Le contexte actuel pousse les organisations à adopter des démarches ambitieuses de l’Intelligence Énergétique (IE). En effet, cette adoption, d’intégration et d’usage, est renforcée par la généralisation des technologies aboutissant à l’émergence de nouveaux systèmes : nouveaux systèmes de mesure, de contrôle et de régulation des flux d’énergie, nouveaux systèmes intelligents de transport et de distribution (smart grids) et nouveaux modes d’organisation. Certes, ce sont les nouveaux défis de l’énergie qui constituent un pilier dans le cadre de la mise en place pratiques Green IT et d’un Management Responsable de l’Intelligence Énergétique (MRIE) et de l’Efficacité Énergétique (EE) dans les organisations. Cependant, il nous semble ainsi pertinent, d’aller au-delà de l’état et de comprendre les enjeux et les motivations quant aux conséquences négatives des TIC sur l’environnement avec en ligne de mire la réduction des émissions CO2 et de facto de l’intelligence énergétique du Green IT dans  la dé-carbonisation des organisations. C’est pourquoi une étude est menée, les résultats liés montrent l’émergence d’une adoption ou d’une intégration de plusieurs facettes.

Mots clés : Green IT, intelligence énergétique, dé-carbonisation des organisations, réduction               

                   des émissions CO2, Maitrise de la Demande d’Energie, efficacité énergétique



La production d’énergie à partir de plantes est de plus en plus envisagée, principalement en raison de ses faibles émissions de gaz carbonique. Au Québec, le maïs est utilisé pour produire de l’éthanol. Cette culture nécessite beaucoup de fertilisant azoté, un polluant important. Cependant, des alternatives existent. Le millet perlé sucré (Pennisetum glaucum [L.] R. BR.) et le sorgho sucré (Sorghum bicolor [L.] Moench) sont deux cultures récemment adaptées aux conditions climatiques du Québec et qui produisent une sève très sucrée pouvant être transformée en éthanol.

L’objectif de cette recherche était de déterminer les quantités optimales d’azote (N) requises pour obtenir les meilleurs rendements en millet perlé sucré et en sorgho sucré. Des essais ont eu lieu durant deux ans et à deux sites de climat contrasté. Les cultures ont été fertilisées avec du nitrate d’ammonium (0 à 160 kg N ha^-1) et du lisier de porc et de bovin (80 kg N_tot ha^-1).

Selon les régions, le millet perlé sucré et le sorgho sucré ont produit des rendements variant de 10.6 à 19.6 tonnes de matière sèche par hectare avec des doses optimales d’azote de 60.3 à 125.5 kg N ha^-1, soit seulement 26 à 54 % des besoins en azote du maïs. De plus, en utilisant des engrais enrichis en azote-15, il a été possible de mesurer la répartition de l’azote entre le sol, les racines et les parties aériennes de ces plantes, et de déterminer dans quelle proportion l’azote utilisé par les plantes provient du sol ou de l’engrais.

Les pourvoiries isolées, très dépendantes des génératrices, produisent des GES (gaz à effet de serre) et assument des coûts élevés. Face à l'intégration croissante des véhicules électriques (VE), il est essentiel de développer des solutions durables pour la recharge des VE dans ces sites hors réseau.

Cette recherche vise à optimiser l’utilisation des surplus d’énergie solaire pour la recharge des VE à l’aide des bornes dynamiques. Elle propose un modèle combinant les panneaux photovoltaïques (PV), les génératrices et les batteries pour améliorer l'efficacité énergétique tout en réduisant les coûts.

L'analyse commence par l'optimisation du système d'alimentation hybride de chaque pourvoirie étudiée, selon sa consommation électrique sans VE, à l'aide du logiciel Homer Pro. Ensuite, divers systèmes PV, dépassant les besoins de base des pourvoiries, sont simulés pour évaluer les surplus d’énergie disponibles. Des stratégies de recharge dynamique sont développées pour exploiter au mieux ces surplus. Par ailleurs, la fiabilité et la robustesse des systèmes seront validées avec le logiciel ETAP.

Les résultats indiquent qu'il est possible d’alimenter les bornes de recharge sans augmenter l’usage des génératrices, en installant des systèmes PV surdimensionnés. Un dimensionnement adéquat des installations PV est important pour assurer des surplus suffisants pour la recharge des VE. Des recommandations ciblées pour optimiser la gestion de l’énergie dans les pourvoiries isolées seront proposées.

Réduire les impacts environnementaux de la production électrique est un enjeu clé pour les gouvernements, d’où la taxation les gaz à effet de serre (GES) ou encore les subventions de la production distribuée d’énergie renouvelable (PDER). Notre étude mesure les bénéfices environnementaux de la PDER dans un contexte d’échange d’électricité entre le Québec avec les juridictions voisines. Elle montre aussi l’influence du niveau de taxe carbone sur ces bénéfices environnementaux. Une analyse du cycle de vie des technologies, renouvelable et conventionnelle, a été réalisée en utilisant la méthode IMPACT 2002+ afin de déterminer leurs taux d’émissions. Un modèle d’équilibre partiel permet de simuler le prix de l’électricité pour plusieurs niveaux de taxe carbone. De plus, une analyse horaire du marché de l’électricité sur la période 2006-2008 permet de déterminer la technologie marginale de production de chaque juridiction afin de soustraire leurs émissions évitées de celles de la PDER et ainsi évaluer son impact environnemental.  Les résultats montrent que l’augmentation du niveau de taxe carbone fait diminuer les bénéfices environnementaux de la PDER jusqu’à parfois les annuler. Par exemple, pour la catégorie changement climatique, le rendement de l’éolienne de 30 KW passe de -6,3 à -3,8 kg CO₂eq/kWh, pour respectivement des taxes de 0$ et 60$/tonne CO₂ (réduction de 60%). Les résultats mettent en relief les interactions entre les différentes politiques de réduction des GES. 

L’utilisation de polymères conducteurs dans le domaine des batteries lithium ion font l’objet de plusieurs travaux de recherche(matériaux de cathodes, revêtement des particules, support de l’électrode, etc). En particulier, le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) attire beaucoup d’attention quant à sa conductivité, flexibilité mécanique et stabilité thermique. Dans le cadre de ce projet, un composé hybride formé du PEDOT et d’un matériau actif, le phosphate de fer lithié (LiFePO₄), est utilisé comme électrode composite pour les batteries lithium ion.

L’électrode composite polymère conducteur/LiFePO₄ a été préparée par électropolymérisation interfaciale dynamique à trois phases. Cette technique est effectuée dans un système biphasique aqueux/organique, où l’électrode est immergée à travers l’interface. La phase aqueuse et organique contient respectivement l’anion dopant (BF₄^-) et le monomère (3,4-éthylènedioxythiophène) (EDOT). Les particules de LiFePO₄ ont été incorporées dans la phase aqueuse et sont décantées jusqu’à l’interface. Durant l’électropolymérisation à potentiel constant, le polymère conducteur croît autour de l’électrode de travail à l’interface sous la forme d’un disque et recouvre les particules de LiFePO₄ pour générer in situ une électrode composite.

Les résultats préliminaires rapportés dévoilent une nouvelle perspective pour le développement d’un support conducteur ionique/électronique pour les particules de LiFePO₄.

Cette étude cherche à améliorer la performance énergétique et le confort thermique des bâtiments résidentiels au Canada en intégrant des matériaux réfléchissants et des systèmes de végétation verticale à base de mousse. Les matériaux réfléchissants réduisent l'absorption de chaleur des surfaces des bâtiments, diminuant ainsi les besoins en climatisation, les coûts énergétiques et les émissions de gaz à effet de serre. Ces matériaux sont particulièrement efficaces dans les zones urbaines pour atténuer l'effet d'îlot de chaleur. Les systèmes de végétation à base de mousse, avec peu d'entretien, améliorent la qualité de l'air et fournissent une isolation naturelle, augmentant l'efficacité énergétique des bâtiments. La recherche utilise des simulations basées sur les archétypes de Ressources naturelles Canada (RNCan) et de la norme ASHRAE pour des bâtiments construits en 1980 et 2020 dans trois grandes villes : Montréal, Toronto et Vancouver. Les géométries des bâtiments sont modélisées dans Rhino3D, permettant d'évaluer les impacts énergétiques sous des conditions climatiques variées. Les tests en laboratoire auront lieu à l'Université Concordia pour évaluer ces systèmes dans des environnements réels. Cette recherche vise à démontrer la viabilité de ces approches innovantes pour promouvoir la durabilité urbaine et améliorer la qualité de vie.

Pour le développement de l'hydrogène comme vecteur énergétique, il est essentiel de disposer de moyens sûrs, efficaces et peu coûteux de stocker l'hydrogène. La forme de stockage dans un hydrure métallique est intéressante puisque la  capacité de stockage volumique est  supérieure au stockage sous pression ou même liquide, bien que la capacité gravimétrique soit relativement faible. Les hydrures métalliques sont donc considérés pour des applications stationnaires, mobiles et portables où le volume de l'unité de stockage est un facteur. ??

En dépit de sa capacité de stockage d'hydrogène faible, l’alliage Fer-Titane (FeTi) est utilisé dans certaines applications commerciales, car l’absorption et la désorption d’hydrogène peut se faire à température ambiante. De plus, cet alliage est relativement peu coûteux. Le problème majeur est que la première hydrogénation (communément  appelé l'activation) du FeTi est généralement longue et coûteuse. L’objectif de nos travaux est d’éliminer la phase d'activation. Le procédé utilisé consiste à doper le FeTi avec un composé à base de zirconium ou de nickel. Les analyses des alliages obtenus sont faits à l'aide d'appareils à titration d'hydrogène. Les résultats préliminaires nous indiquent que le zirconium permet d’obtenir 1,3%poids total d’hydrogène à température ambiante. Ces résultats correspondent aux attentes minimales de nos partenaires industriels.

La constante augmentation de la demande en énergie et l'intérêt vis-à-vis de la décarbonisation de la génération d'électricité pour lutter contre les changements climatiques ont grandement favorisé le développement des énergies renouvelables, telles que les énergies éolienne et photovoltaïque.  Cependant, ces dernières amènent des changements majeurs au fonctionnement des réseaux électriques, ceux-ci n’ayant pas changé depuis près de cent ans. En effet, basées sur des convertisseurs à électronique de puissance (redresseur et onduleur), celles-ci vont contribuer aux courants de défauts lors d’un court-circuit de façons très différentes des centrales traditionnelles. Leur contribution nettement plus faible et non linéaire rend difficile la détection des défauts par les systèmes de protection.

Ainsi, une modélisation sur EMPT et une analyse transitoire des courants de défaut seront effectuées. Cette dernière créera des fichiers qui pourront être lus par les relais numériques de la même façon dont ils lisent les défauts réels sur les réseaux. L'objectif ici est d'étudier les réponses non conventionnelles de ces sources d'énergie dans l'optique d'identifier les limitations des relais numériques. Les résultats obtenus permettront par la suite la modification et l’adaptation des méthodes d’analyse actuelles des réseaux afin de les optimiser, ainsi que le développement de nouveaux outils. 

Ces dernières années ont vu naître le besoin grandissant de développer des énergies alternatives aux énergies fossiles. Dans cette démarche, la valorisation de la biomasse apparaît comme une avenue primordiale. La gestion des effluents organiques a davantage été étudiée en terme de valorisation agricole, mais de récents progrès permettent d’envisager des applications alliant traitement et production d’énergie.

Les piles bio électro-chimiques présentent l’avantage de pouvoir produire directement de l’électricité en faisant intervenir une flore microbienne. Nous décrirons dans cette étude, les étapes qui nous ont permis de mettre en évidence les populations bactériennes impliquées dans ce phénomène, à travers une application de valorisation du lisier de porc. La diversité bactérienne à différentes étapes de maturité de l’unité, sera analysée par pyroséquençage (454), au niveau du 16S ARNr et mise en relation avec les performances électriques. Les populations bactériennes s'établissant à l'anode permettent la production de métabolites libérant leurs électrons à l'électrode. Des espèces des familles Planococcaceae,  des Porphyromonadaceae et des Clostridiales ont été identifiées comme ayant un rôle primordial dans ce phénomène.

L'étude des paramètres physico-chimiques et biologiques d'un prototype de laboratoire a permis de définir les facteurs clés à prendre en considération dans l'optique de développer une unité pilote.

Dans la transition énergétique du Québec, l’utilisation des énergies renouvelables est de plus en plus proéminente pour atteindre la carboneutralité. Par conséquent, une utilisation efficiente devient un enjeu stratégique. En vue de maximiser le rendement énergétique, de réduire les délais de maintenance et de minimiser les coûts opérationnels, la maintenance prédictive et la PHM pourraient offrir de solutions intéressantes.  

Le traitement des données massives provenant des capteurs et l’analyse de ses comportements complexes et parfois non linéaires nécessitent une nouvelle approche pour relever ces défis. Dans cette recherche, l’implémentation des méthodes d’apprentissage profond pour la détection d’anomalies est étudiée. L’intérêt de la présente étude, basée sur l’autoencodeur, est de tenter de quantifier le degré d’incertitude inhérent à un diagnostic spécifique. L’autoencodeur est un algorithme très intéressant pour signaler la présence d’une défaillance, cependant il n’a pas la capacité de modéliser l’incertitude de ce diagnostic. Cette information est essentielle pour prendre une décision basée sur le risque. Ce projet vise le développement d’un outil pour déterminer un indice de probabilité-occurrence pour un diagnostic. Les avancements à jour de ce projet ainsi qu’un état de l’art seront d’abord présentés. Pour terminer, le présentateur offrira une idée sur le développement d’un tel outil de diagnostic ainsi que les prochaines étapes du projet. 

L'intérêt renouvelé pour la fermentation produisant l'acétone, le butanol et l’éthanol (ABE) est le résultat de la demande croissante des carburants renouvelables afin de fournir un combustible plus propre, durable et respectueux de l'environnement comme alternative aux combustibles à base de pétrole. Le butanol est considéré comme un meilleur carburant que le bioéthanol en raison de sa plus grande densité énergétique, sa plus faible pression de vapeur et sa plus grande compatibilité avec les technologies existantes. Ces caractéristiques sont la raison de l’engouement de l’utilisation du biobutanol comme remplacement potentiel pour l'essence. Cependant, la production du biobutanol est contrainte par des coûts élevés de séparation dus à la présence d'autres coproduits dans le bouillon de fermentation et à sa faible concentration finale due à l’inhibition par le butanol. En effet, un certain nombre de défis doivent être relevés avant que le butanol puisse devenir un concurrent viable aux autres biocombustibles. Les deux défis les plus importants sont l'augmentation de la concentration finale de butanol dans le bouillon de fermentation et le développement d’une technique efficace de séparation. Dans cette recherche, le procédé de fermentation utilisant la fermentation sous vide, l’absorption gazeuse et la pervaporation, a été optimisé individuellement et comparer pour augmenter l'efficacité de la fermentation par une diminution de l'effet toxique du butanol.



Les performances de stockage de l’énergie par des nanoparticules d’oxyde de nickel de différentes tailles et fabriquées par décharges électrochimiques sont testées. Les nanoparticules de NiO obtenues sous l’action de voltage continu de 30, 36 et 42 V entre deux électrodes de nickel dans une solution aqueuse de 2 M H₂SO₄ + 0.5 M éthanol et PVP ont des diamètres moyens respectifs de 91, 70 et 107 nm. Une capacité massique maximum de 218 F/g à 2.7 A/g a été achevée avec les plus petites nanoparticules de 70 nm dans la fenêtre de potentiel 0 à 0.5 V dans 1 M KOH. Les plus grandes particules de 91 et 107 nm montrent toujours les caractéristiques d’un supercondensateur pseudocapacitif, permettant de stocker de l’énergie à l’ordre de 106 and 63 F/g respectivement, sous les mêmes conditions. La comparaison des énergies et puissances spécifiques des trois supercondensateurs dans un diagramme de Ragone est en faveur des plus petites nanoparticules avec 98 Wh/kg et 700 W/kg, en raison de leur plus haute surface spécifique favorable à l’accès d’une plus grande fraction des ions OH-.

Avec la croissance de l’électrification des transports, une compréhension et une modélisation prédictive des risques d’incendie liés à la surchauffe des batteries sont essentielles pour assurer la sécurité des occupants. Les feux de batteries incluent la combustion de gaz chauds, turbulents et dont la composition évolutive est peu connue. La chaleur dégagée par de tels feux de batteries n’est pas suffisamment caractérisée pour le développement de modèles prédictifs, même pour des batteries standard de type Li-ion. Les mesures résolues temporelles précises sont difficiles à obtenir avec les méthodes traditionnelles, car le dégazage est court et violent. Nous avons donc développé un banc d’essai expérimental permettant la mesure précise de cette évolution temporelle, à l’aide d’une technique de calorimétrie avancée. Notre technique permet une captation de 10 Hz de la température des gaz confirmée par une captation vidéo et une caractérisation de ceux-ci avec un spectromètre de masse. Pour modéliser l'allumage, la composition du mélange doit être connue précisément afin de créer un brûleur avec les caractéristiques de la flamme standard du feu de batterie. Notre recherche porte sur la réalisation d'expériences de calorimétrie avancée caractérisant ce phénomène afin de créer un brûleur standard de flamme Li-ion. Cette avancée permettra la certification de la nouvelle génération de matériaux ignifuges, permettant ainsi un avancement sécuritaire de l'électrification des transports.

Le Canada, riche en ressources hydriques, offre des opportunités pour l'installation de systèmes photovoltaïques flottants (FPVS), qui consistent en des panneaux photovoltaïques montés sur des structures flottantes sur des plans d'eau. Cela contribue à réduire les conflits d'utilisation des terres agricoles pour les cultures, le logement ou d'autres usages. Cette étude compare les performances des systèmes photovoltaïques terrestres (OPVS) aux FPVS sur le lac de l'Université de Sherbrooke, intégré dans son complexe de recherche multiscalaire en hydrologie, hydraulique et environnement, en simulant leurs comportements thermiques et électriques.
Les résultats montrent que les FPVS bénéficient d'une réduction de l’évaporation et d'un effet de refroidissement naturel, avec une température moyenne des modules inférieure à celle des OPVS, ce qui améliore leur efficacité énergétique. De plus, les FPVS produisent davantage d'énergie grâce à la réflexion de la lumière sur l'eau. Cependant, l'analyse met en évidence des défis, tels que les besoins en ancrage pour résister aux rafales de vent et l'impact potentiel sur l'écosystème aquatique. Cette étude souligne les opportunités offertes par les FPVS pour des environnements tels que les réservoirs et les bassins hydroélectriques au Canada, tout en évaluant les contraintes spécifiques à leur installation et à leur exploitation.

Les matériaux composites de type nanoparticules semi-conductrices/graphène ont suscité beaucoup d'intérêt, en raison de leurs excellentes propriétés physiques et optiques. Dans ce travail, nous nous intéressons à préparer et caractériser, pour la première fois, un système composite à base de nanoparticules de CuInS₂/graphène (CIS/Gr), initialement obtenu via un processus de physisorption, à l’aide d’une nouvelle méthode de synthèse colloïdale impliquant le précurseur de CIS et l’oxyde de graphène fonctionnalisé. Les analyses de diffraction (DRX et électronique) démontrent que le CIS croît dans la phase tétragonale, tandis que le Gr présente une structure hexagonale. Les analyses Raman du matériau composite présentent les bandes caractéristiques du CIS et du Gr. Les images MET et MEB montrent des particules semi-sphériques de diamètre < 10 nm, dispersées sur les feuillets de graphène. L’analyse XPS révèle la présence des éléments Cu, In et S (CIS), et C et O (Gr). Un léger déplacement vers des énergies de liaison plus élevées a été noté pour les orbitales Cu 2p_3/2, In 3d_5/2, S 2p_1/2 et S 2p_3/2 ; ce résultat est lié à la présence du graphène dans l’environnement des nanoparticules. Les mesures de capacité par spectroscopie d’impédance révèlent un comportement de type n pour le CIS. L’ajout d’un faible pourcentage massique de graphène (0,2 à 1%) conserve les propriétés semi-conductrices du CIS mais améliore significativement le transfert de charge (Fig.1). 



Une pondération sur les graphes (simples, finis) est la donnée d’une fonction, dite de poids, définie sur les graphes, qui prend des valeurs scalaires ou polynomiales et qui est invariante sous les isomorphismes, c’est-à-dire sous les réétiquetages des sommets du graphe. Étant donné que la plupart des concepts de base de la théorie des graphes partagent cette propriété d’invariance, les exemples de pondérations sur les graphes sont très nombreux. On s’intéresse ici au poids de Mayer, wM(c), d’un graphe connexe c, sur l’ensemble [n] = {1, 2, . . ., n} de sommets, dans le contexte d’un gaz non idéal dans un volume V.

L’intérêt de la somme totale des poids de Mayer de tous les graphes connexes sur [n] = {1, 2, . . ., n}, en mécanique statistique, provient du fait que la pression P du système est donnée par sa fonction génératrice exponentielle. Puisque, il est bien connu que le poids de Mayer wM est multiplicatif sur les composantes 2-connexes. Il suffit donc de calculer les poids de Mayer wM(b) pour les graphes 2-connexes b ∈ B[n] (B pour blocs). De plus, ce poids apparaît dans le développement du viriel proposé par Kamerlingh Onnes, en 1901.

Tandis que les physiciens s’intéressent à la somme de tous les graphes connexes ou 2-connexes d’un ordre donné, le présent travail se concentre sur les contributions individuelles de graphes et leur signification combinatoire.

Le besoin en énergie portative et les avancées dans la miniaturisation des systèmes  contribuent au développement actuel des micro et nano systèmes de production d’énergie (MNPG) dont le potentiel énergétique est estimé à plus de vingt fois celui des batteries conventionnelles, lourdes, encombrantes et limitées en autonomie.

Les problèmes des MNPG proviennent de la génération d’une flamme auto entretenue dans des dimensions extrêmement réduites, de la conversion de l’énergie produite, et surtout de la mise en œuvre de tels systèmes. La résolution de ces problèmes peut se faire de façon théorique, expérimentale, numérique ou un couplage du numérique et de l’expérimental.

Plusieurs groupes de recherche se sont penchés sur le sujet et les données présentées dans la littérature témoignent non seulement de l’intérêt  du sujet et de sa faisabilité mais surtout de son avenir très prometteur. Cette étude  aborde l’aspect théorique et numérique du problème, explique les enjeux et les avancées de la recherche sur les MNPG à travers les grandes écoles de pensée, présente  quelques résultats  de simulation de l’influence des  paramètres  physiques sur la modélisation de la microcombustion.

Le défaut majeur des systèmes macroscopiques étant la pollution de l’environnement par les émissions générées, ces résultats  ouvrent la voie à l’optimisation  du potentiel énergétique des systèmes de micro et nano combustion et à la réduction de la production des polluants.