Dynamique des procédés


Les recherches portent sur les procédés de fabrication multiphysiques dont le soudage, le rivetage et le meulage.

Projets en relation avec la dynamique des procédés :

Nouvelles technologies de fabrication et réparations des roues de turbines hydrauliques et équipements connexes
(H. Champliaud)

L’hydroélectricité canadienne, moteur essentiel de l’économie, a l’avantage extraordinaire de disposer d’une ressource naturelle renouvelable. Le but de ce projet de recherche est de contribuer à l’utilisation responsable de cette ressource en mettant au point de nouvelles techniques de fabrication et réparation des équipements de production d’énergie qui seront plus fiables et efficaces, contribuant ainsi à un développement économique et social respectueux de l’environnement. La roue de turbine hydraulique fait partie des équipements qui sont de plus en plus sollicités en raison des fluctuations journalières de la demande en electricité pour répondre aux exigences du marché. Par conséquent, afin de procurer des performances et des durées de vie en cohérence avec les investissements considérables qu’ils représentent, la turbine et ses équipements connexes nécessitent un examen approfondi des propriétés des matériaux utilisés et des procédés à mettre en œuvre pour leur fabrication ou réparation. La recherche s’effectuera selon six axes : la caractérisation thermomécanique des aciers, l’analyse de la propagation des fissures, le développement de procédés thermomécaniques pour l’assemblage et le formage, la simulation numérique des procédés, le développement de techniques de polissage automatisées et la conception et fabrication de composantes moulées et de membranes en matériaux composites. L’équipe de recherche réunie autour de ce projet pourra compter sur l’expérience d’ingénieurs d’Alstom Hydro Canada et d’Hydro Québec, le leadership de chercheurs de l’Institut de recherche d’Hydro Québec ainsi que sur la volonté de chercheurs du Centre des technologies de fabrication de pointe en aérospatiale de faire migrer les techniques développées pour l’aérospatiale vers l’industrie hydroélectrique. Les connaissances développées et la formation de personnel hautement qualifié dans ce domaine particulier renforceront la position du Canada en tant que leader mondial dans le développement d’installations hydroélectriques.

Contraintes résiduelles de soudage (H. Champliaud)

L'étude des contraintes résiduelles est toujours d'actualité en aéronautique, puisque, c'est le thème d'un nouveau projet CRIAQ5 mené par le professeur H. Champliaud, en collaboration avec Pratt & Whitney Canada et Bombardier Aéronautique. H. Champliaud et M. Thomas collaborent encore sur ce thème, en analysant numériquement et expérimentalement l'effet des contraintes résiduelles sur les paramètres modaux, afin de développer une méthode non destructive de l'efficacité de la relaxation (maîtrise de O. Charette).

Meulage robotisé (Z. Liu, H. Champliaud et M. Thomas)

Les études de Z. Liu, H. Champliaud H. et M. Thomas sur le procédé de meulage robotisé permettront à Hydro-Québec d'améliorer d'ici trois ans la qualité de leurs surfaces usinées, en minimisant les vibrations, malgré que le robot soit flexible pour pouvoir passer dans des endroits à accès restreint [8]. Les problèmes de meulage et de robotique sont abordés. Une des innovations sera d'étudier la possibilité de détecter le broutage par analyse de la cyclostationnarité. Un stagiaire post doctoral (F. Girardin), une étudiante de maîtrise (F. Totti) et un étudiant de doctorat (F. Rafieian) travaillent sur ce sujet.

Nouveaux procédés de fabrication des turbines hydrauliques (H. Champliaud)

Le professeur Champliaud travaille également sur le développement de nouveaux procédés de fabrication comme l’hydroformage. A plus long terme, un nouveau projet conduit par H. Champliaud, T.-M. Dao, V.N. Lê et Z. Liu, en collaboration avec Alstom (CRSNG-RDC) permettra de concevoir de nouvelles méthodes de fabrication des turbines hydrauliques (roulage, repoussage, etc.).

Optimisation de l'ordonnancement de l'opération manufacturière par l'approche métaheuristique (T-M. Dao)

L'ordonnancement de production est un problème complexe particulièrement dans le cas des problèmes de production mixte et de grande taille. Il constitue une activité centrale de la gestion de production et a un impact crucial sur la performance de l'entreprise. Les techniques métaheuristiques ayant une flexibilité marquante au niveau de la modélisation et une capacité d'exécuter rapidement un grand nombre de calculs offrent une alternative prometteuse pour résoudre des problèmes complexes d'optimisation.

Optimisation multicritère du transport maritime : Application dans le transport maritime du secteur manufacturier (T-M. Dao)

La conception et la gestion du réseau maritime visent souvent à optimiser plusieurs critères de performance indispensables et parfois contradictoires pour accroitre la viabilité du réseau. Ces démarches qui tentent à atteindre une distribution optimale des activités des réseaux, dépendent non seulement du protocole du trafic de l'infrastructure mais aussi des mécanismes de contrôle du réseau. Le projet vise à identifier un modèle de simulation multicritère pour optimiser le réseau de transport et distribution maritime. Le modèle sera par la suite évalué avec un moteur de résolution multicritère efficace.

Processus semi-markovien et planification de production et de la maintenance des systèmes de production (T-M. Dao)

De nos jours, les systèmes de production se trouvent dans un environnement d'incertitude en terme de la demande du marché et de la fiabilité des systèmes opérationnels. Ces phénomènes sont tous aléatoires et la performance du système de production en dépend. Le but de ce projet est de trouver une méthodologie/approche afin d'optimiser la performance d'un système de production. La commande optimale stochastique de système est l'outil utilisé pour la modélisation et la solution.

The optimal Manufacturing Line (ML) design model based on the Lean Manufacturing (LM) concept (T-M. Dao)

For compagnies in current competitive environment, reducing the costs in new product introductions requires the implementation of Lean Manufacturing (LM) tools and concepts which forcuses on eliminating wastes as part of a Manufacturing model. Decision on the implementation of a New Model Line (NML) or the modification of Current Manufacturing Line (CML) is often required. The main purpose of this project is to study and to build-up a process design model from a manufacturing point of view in Manufacturing Facilities (MF) applying lessons learned in automobile manufacturing plants as well as other industries, particularly medical and electrical devices manufactures. A computerized decision making system tested in a case study will be a practical tool for optimization of manufacturing processes.

Optimisation du design et implantation d'un système/procédé manufacturier dans un contexte de fabrication flexible (T-M. Dao)

La modulation basée sur le concept de fabrication flexible ou cellulaire sera utilisée pour la conception et l'implantation d'un nouveau système/procédé manufacturier. Le modèle de coûts concernant l'implantation et le fonctionnement du système/procédé doit aussi être abordé dans le cadre de ce projet de recherche. Dans le deuxième module de ce projet, tous ces modèles seront raffinés par le processus d'optimisation en utilisant différentes techniques métaheuristi-
ques (GA, Ant Colony, Tabou Search, Neurone Systems, Fuzzy) pour obtenir les modèles optimaux qui seront par la suite validés et/ou vérifiés par le ou les modèles pratiques ou réels.


Projets à venir

Optimisation du comportement dynamique des ailes d'avion dans un écoulement turbulent (Directeur : Ruxandra Botez, Codirecteur : T.-M. Dao)

Dans le cadre de ce projet, la soufflerie localisée au Département de génie mécanique sera utilisée pour monter des expériences visant à valider les modèles proposés.