Congrès - Recherche d'activité

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.



Le LiFePO₄ est présentement utilisé comme matériau actif dans les piles au lithium en raison de sa capacité théorique de 170 mAh/g^[1], de sa non-toxicité et de sa sécurité. La structure du  LiFePO₄ est orthorhombique olivine^[1] et le lithium peut être extrait de la structure électrochimiquement ou par oxydation chimique et donc former la structure hétérosite^[1]. Le but de ce travail est d’étudier la cinétique de désinsertion du Li de la structure olivine par oxydation chimique. Le matériau actif délithié peut être utilisée par la suite dans des procédés industriels pour les revêtements de LiFePO₄ par des polymères conducteurs^[2]. La réaction s’effectue par un mélange de peroxyde d’hydrogène, de l’eau, de l’acide acétique et du LiFePO₄^[2]. Les produits formés par cette réaction sont  le Li_(1-x)FePO₄  délithié, du sel de lithium ainsi que de l’eau. Le Li_(1-x)FePO₄ est caractérisé par diffraction des rayons X (DRX) ainsi que par infrarouge à transformée de Fourier par réflexion atténuée (FT-IR-ATR).

Références :

[1] A. K. Padhi, K. S. Nanjundaswamy and J. B. Goodenough, Journal of The Electrochemical Society 1997, 144, 1188-1194

[2] D. Lepage, C. Michot, G. Liang, M. Gauthier and S. B. Schougaard, Angewandte Chemie International Edition 2011, 50, 6884-6887

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.

La précarité des énergies fossiles et leurs impacts tant environnementaux que sanitaires ont concouru au formidable essor de l’énergie solaire dans le monde. Celle-ci fait principalement appel au solaire photovoltaïque (PV) qui convertit les rayons solaires en électricité grâce à des cellules PV. L'objectif de cette recherche est d'en dresser un portrait par l'analyse diagnostique et l'anticipation des enjeux écologico-sanitaires rencontrés le long du cycle de vie de ce secteur. Selon les données compilées, l’énergie PV qui bénéficie d'une ressource solaire inépuisable, possède une faible empreinte écologique et engendre des gains environnementaux considérables en réduisant notamment les gaz à effet de serre. L'industrie du PV adhère favorablement aux principes de développement durable contribuant entre autres à l'économie verte avec 820 000 emplois en 2011 à travers le monde, dont plus de 5000 au Canada et près de 2000 au Québec. Néanmoins, trois zones d'ombre planent sur l'industrie PV: a) l'exploitation de matériaux potentiellement toxiques pour les travailleurs ; b) des procédés de fabrication et d'exploitation à problématiques sécuritaires ; c) des risques écotoxiques potentiels, principalement en fin de vie. Des études plus poussées ainsi qu'une structuration optimale de ce secteur d'activité s'avèrent nécessaires afin de rehausser les niveaux d'éco-compatibilité, de santé et de sécurité.



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). 



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.

Deux serres expérimentales de tomates biologiques cultivées en plein sol sont utilisées dans le cadre de ce projet. La serre témoin est climatisée et déshumidifiée par ventilation naturelle (serre ouverte) tandis que la serre prototype utilise un système de géothermie (serre semi-fermée). Le contrôle du climat de la serre prototype semi-fermée permet un meilleur confinement que la serre témoin. De ce fait, l’enrichissement en CO₂ est plus efficace et s’avère moins dispendieux. L’objectif du présent projet est de comparer et de quantifier les performances agronomiques des deux régies de culture étudiées. Les données de croissance des plants, le rendement et le calibre des fruits ainsi que certaines données physico-chimiques tel que le taux de lycopènes et la capacité antioxydante des fruits sont mesurés régulièrement pendant deux saisons de culture consécutives. Ces données serviront à vérifier l’hypothèse selon laquelle la production de tomates biologiques cultivées en plein sol peut être améliorée tant au niveau de la qualité que du rendement des fruits en utilisant un système de climatisation par géothermie. Si les résultats s’avèrent concluants, cette étude pourrait mener à l’instauration d’un système de climatisation par la géothermie à plus grande échelle. Ainsi, les coûts et l’émanation de CO₂ en seraient diminués.

Le bas coût de l’hydroélectricité rend les autres filières énergétiques difficilement compétitives au Québec. Il s’en suit que les panneaux thermiques utilisés pour capter l’énergie solaire sont très rares ici. Il existe sur le marché des capteurs solaires thermiques très performants. Par contre, leurs coûts d’acquisition et d’installation élevés freinent l’envol de cette technologie selon une étude du laboratoire des technologies de l’énergie de Hydro Québec. Pour rembourser le coût d’une telle installation, il faut compter plus de 30 ans. L’objectif de notre recherche est de comparer le taux de revient de l’énergie produite par un panneau expérimental développé par le groupe de recherche écologique de LaBaie à celui d’un panneau standard commercial.

Pour ce faire, un banc de test a été conçu avec de nombreux étudiants et fabriqué dans le cadre des travaux de recherche appliquée de la chaire TERRE.  Les deux panneaux sont placés côte à côte sur le toit d’un bâtiment et soumis aux mêmes conditions réelles d’ensoleillement.  Un circuit hydrique comprenant un circulateur, des valves modulantes et un dissipateur thermique extérieur a été mis en place.  Des débitmètres, thermomètres et un pyromètre sont reliés à un automate Vizimax qui par le biais d’une interface homme machine permet de contrôler les essais et d’archiver les données pour fins d’analyse.  La mise en marche du banc d’essai est en cours de réalisation et les premiers résultats obtenus seront présentés.

Un nouveau procédé de conversion catalytique de la biomasse lignocellulosique (résidus forestiers, de bois ou d’agriculture, herbes vivaces, algues, etc) en hydrocarbures (essence riche en aromatiques BTX, oléfines légères – précurseurs des matières plastiques et fibres synthétiques) a été récemment développé dans nos laboratoires. Ce procédé comporte deux étapes principales:1) Catalyse homogène en milieu acide et éthanolique, et en présence d’un oxydant et de son catalyseur à base de fer soluble: cette conversion de craquage oxydatif réussit à extraire plus de 70 % en poids de la biomasse, principalement sous forme d’esters d’acides carboxyliques.2) Catalyse hétérogène sur catalyseur nanométrique de zéolithe ZSM-5: Tous les produits de la première étape sont envoyés sur le catalyseur zéolitique qui produit finalement: l’essence “premium” riche en aromatiques BTX, les oléfines légères comme l’éthylène, propylène et butènes, et des paraffines de grade LPG. La conversion est totale grâce à l’action promotrice de l’éther diéthylique, un sous-produit de la première étape.    Le résidu solide, Cat-lignin, peut avoir des applications industrielles importantes.  Le procédé B-t-H (Biomasse-à-hydrocarbures) est prometteur à plusieurs points de vue: technologique, environmental et économique. Il constitue donc une approche novatrice à côté des procédés traditionnels de fermentation enzymatique d’alcools (éthanol et autres) . 


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. 

L'hydrogène occupe une place de plus en plus importante dans le domaine des énergies propres et renouvelables. La production de l'hydrogène se fait principalement par vaporéformage du méthane mais d'autres gaz (notamment le CO, CO₂, H₂S) sont aussi formés. Dans ce contexte, la séparation et la purification de l’hydrogène par des membranes métalliques présente de nombreux avantages.

Le palladium présente de très bonnes propriétés de dissociation et de solubilisation de l'hydrogène. Cependant, la résistance mécanique des membranes de Pd est insuffisante et elles s’empoisonnent en présence de H₂S. Nos travaux portent sur l'étude des propriétés d'alliages de palladium susceptibles d’être employés pour la purification de l'hydrogène. Les alliages étudiés (PdCu et les alliages ternaires PdCuX, avec X = Ag, Au, etc) présentent deux phases différentes, soit une phase cubique à faces centrées (cfc) et une phase cubique à corps centrée (ccc). Selon les estimations théoriques, les valeurs de permittivité à l'hydrogène de la phase ccc sont plus élevées que celles de la phase cfc, d’où l’intérêt d’élaborer des alliages de structure ccc et présentant diverses compositions. Cette présentation portera sur une méthode de préparation des alliages (co-électrodéposition) Pd_1-x-yCu_xAg_y et leur caractérisation physico-chimique. Les valeurs de solubilité de l'hydrogène obtenues par une méthode électrochimique seront aussi présentées et comparées aux valeurs obtenues pour l'alliage Pd_1-xCu_x.

Ce projet met en évidence le comportement thermique de la batterie par la variation des débits du liquide caloporteur et son impact sur la température à l’entrée et à la sortie. Des études comparatives en circuit fermé et en circuit ouvert seront présentées en vue de démontrer les conditions optimales d’utilisation de la batterie thermique.

La batterie thermique composée de matériaux à changements de phases (MCP) est une nouvelle technologie de stockage énergétique développée au cours des 15 dernières années par le Groupe Énerstat. Cette entreprise québécoise, partenaire de la chaire, distribue son produit novateur dans diverses applications de climatisation et de chauffage, notamment pour des cabines pour camions. La batterie thermique à matériau de changement de phase permet de stocker du chaud et du froid.

Le projet consiste en la conception et la réalisation d’un banc d’essai technique qui sert à caractériser une unité modulaire de 5 kW. Un liquide caloporteur circule dans la batterie permettant un transfert de chaleur avec le MCP qui agit comme échangeur thermique. Ce transfert d’énergie permet de charger ou décharger la batterie. La variation du débit du liquide caloporteur servira à établir les comportements thermiques de la batterie. Les résultats des tests effectués servent à établir une procédure standardisée pour la charge et la décharge de la batterie thermique.

Dans le domaine du contrôle, l’ajustement de contrôleur PID est une étape importante puisqu’il y a un impact direct sur la qualité de la réponse du système. Pour un système non linéaire comprenant un retour d’anti-saturation, il devient rapidement complexe et inapproprié d’ajuster les paramètres de contrôle avec des méthodes  classiques. Comme solution, la syntonisation de correcteur peut être vue comme un problème d’optimisation combinatoire ayant pour fonction objective le critère de performance de la réponse du système. Ainsi, j’ai proposé une méthode d’ajustement globale des paramètres  hors ligne à base d’algorithmes à colonies de fourmis (ACO) appliquée à une structure de commande de boucles en cascade pour un système d’entraînement avec couplage flexible. Les résultats obtenus démontrent que cette méthode offre deux avantages majeurs; l’ajustement simultané d’un grand nombre de paramètres et une flexibilité du critère de performance permettant de pénaliser spécifiquement des caractéristiques de la réponse et d’imposer des limites sur le courant et la vitesse du moteur.  Pour augmenter la faisabilité pratique pour une validation expérimentale par implantation sur FPGA de la méthode, j’ai réduit le temps de calcul en la combinant à un algorithme de recherche locale (Nelder-Mead).  Les résultats obtenus confirment que cet algorithme hybride conserve les avantages de l’ACO et réduit considérablement le temps de calcul, tout en améliorant la qualité de la réponse.

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.

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. 

La chaire de recherche en Technologie des énergies renouvelables et du rendement énergétique (TERRE) du Cégep de Jonquière œuvre dans l’affinage et la mise à l’épreuve d’un prototype d’hydrolienne de l’entreprise Nordest Marine. Assistée d’une dizaine de partenaires experts, la Chaire a conçu, fabriqué, et opéré un banc d’essais (appelé banc de production hydrolienne, ou BPH) permettant de tester les systèmes électriques développés, et ainsi préparer le terrain pour des essais en rivière. Ce banc d'essais consiste en un entraînement à contrôle de couple commandant un moteur de 50 hp (37kW) ancré à l’entrée d’une boîte de transmission. Le générateur de l’hydrolienne est raccordé à sa sortie. Des simulations hydrodynamiques ont permis de développer un algorithme calculant en temps réel le rendement qu’auraient les pales de l’hydrolienne pour les conditions actuelles d'opération, permettant ainsi de recréer la puissance mécanique de la rivière sur l’arbre du générateur du banc d’essais. L’interface opérateur permet de changer différents paramètres en lignes afin de simuler des changements de charge ou de débit de rivière. Des tests ont été effectués sur un générateur de 25 kW regénérant sur le réseau électrique municipal, et montrent que le comportement du système agit correctement en régime permanent, mais que le régime transitoire doit être amélioré. Les travaux futurs permettront d'améliorer la dynamique du système, tout en préparant le terrain aux essais avec prototype réel.

Dans le quotidien ou pour la fabrication de produits de consommation, l’énergie est au cœur de l’activité humaine. Le développement de la batterie au lithium a été une des nombreuses solutions aux problèmes énergétiques. Commercialisées au début des années 1990, les batteries au lithium-ion ont aujourd’hui une importance indéniable puisqu’elles se retrouvent dans de nombreux appareils électroniques tels que les cellulaires et les ordinateurs portables. Toutefois, la capacité et la sécurité de ces batteries peuvent être améliorées. En ce sens, la recherche actuelle vise l’amélioration de l’efficacité des différentes composantes des batteries au lithium-ion, à savoir l’anode, la cathode et/ou l’électrolyte. Nous présenterons une méthode de synthèse qui utilise la technologie des plasmas thermiques inductifs pour synthétiser une poudre et/ou pour déposer directement un matériau de cathode à base de LiFePO₄ sur un substrat conducteur comme le nickel, en partant de précurseurs sols-gels. Les premiers résultats démontrent que la synthèse de poudre de LiFePO₄ par plasma inductif donne un matériau de taille nanométrique et de morphologie sphérique. Par ailleurs, la déposition par plasma permet d’obtenir un revêtement à structure olivine stable, résistant et ayant une très bonne réversibilité électrochimique. Les résultats de caractérisation physico-chimique et électrochimique seront présentés.

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.

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.





Durant la dernière décennie, les recherches ont été orientées vers les matériaux de type LiFe_1-xMn_xPO₄ en tant qu’électrode positive pour les accumulateurs au Li. L’intérêt s’est porté sur ce type de matériaux qui permettent de combiner à la fois la bonne cyclabilité et la capacité réversible élevée de LiFePO₄, au potentiel élevé de LiMnPO₄ (4,1 V vs. Li⁺/Li). Le présente travail vise à préparer des matériaux actifs LiFe_1-xMn_xPO₄ (x = 0, 0,3 , 0,5 et 0,7) par une nouvelle méthode de synthèse colloïdale et à étudier l’influence de la teneur en manganèse sur les propriétés de ces composés. La diffraction des rayons X montre qu’une calcination entre 600°C et 650°C permis de produire un composé de structure orthorhombique, pur et cristallisé. La microscopie électronique à transmission confirme la présence des nanoparticules recouvertes par une couche de carbone d’épaisseur variant entre 3 et 6 nm, contribuant à améliorer la conductivité électronique des matériaux synthétisés (de 1,4.10^-3 S cm^-1 pour LiFePO₄ jusqu’à 9,7.10^-2 S cm^-1 pour LiFe_0.3Mn_0.7PO₄). Des piles bouton de configuration LiFe_1-xMn_xPO₄/C | LiPF₆ 1 M-EC/DMC | Li ont été caractérisées. Les études voltampérométriques indiquent une bonne stabilité électrochimique de chaque matériau actif utilisé. Les mesures galvanostatique cyclées à un régime de courant C/10 présentent respectivement une capacité spécifique massique de 167, 168, 169 et 160 mAh g^-1 en fin de décharge.

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. 

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.

Suite au grand intérêt porté pour la production d’éthanol et de diésel, le biobutanol est devenu l’un des combustibles renouvelables le plus étudié au cours de la dernière décennie. Le biobutanol est typiquement produit par le procédé de fermentation ABE (acétone-butanol-éthanol). Ce procédé est toutefois affecté par des coûts élevés de récupération en raison de la faible concentration finale en butanol due à l'inhibition du produit. Pour pallier ce problème et augmenter la productivité, des techniques de récupération in situ du butanol à partir du bouillon de fermentation ont été proposées. Cette présentation analyse et compare la faisabilité économique d'un procédé de fermentation ABE en continu avec et sans l'intégration d'une unité de séparation sous vide pour extraire le butanol de façon préférentielle du bouillon de fermentation. Il est montré que le procédé de fermentation intégrée est économiquement viable pour des taux d'actualisation pouvant aller jusqu'à environ 45%. L'ajout d'une unité de vaporisation sous vide rend ce procédé rentable par rapport au procédé de fermentation traditionnel analysé selon deux scénarios: (1) même volume du fermenteur et (2) taux de production de butanol constant. La valeur actualisée nette (VAN) du procédé traditionnel s’est avérée négative pour les deux scénarios alors que le procédé intégré à une unité d’évaporation sous vide montre une VAN de US$ 87.0M à la fin de 10 ans de fonctionnement sur la base d'un taux d’actualisation de 10%.

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. 

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.