Développement et validation d’un système de sécurité ferroviaire pour les trains nordiques dans les territoires isolés du nord du Québec basé sur le protocole IEEE 802.15.4

Ferrier, L. et al.

Les objets connectés sont déployés partout dans le monde. Ainsi, ils contribuent à améliorer les communications. Dans les zones urbaines, les défis technologiques sont progressivement surmontés, et les avancées dans ce domaine sont exponentielles. Malheureusement, des territoires isolés tels que le nord du Québec ne bénéficient pas de ce progrès technologique. Pourtant, le nord du Québec repose sur des ressources naturelles abondantes, notamment ses énormes barrages hydroélectriques et ses mines de fer, et donc, la vie économique de la région repose essentiellement sur l’exploitation de ces ressources et dépend fortement du transport ferroviaire. Cependant, selon Transports Canada, 1246 accidents ferroviaires ont été signalés en 2019 au Bureau de la sécurité des transports (BST). Trente-huit personnes, décrites comme des intrus, ont perdu la vie, et cinq employés ferroviaires ont été grièvement blessés. Dans ce contexte, nous présentons la mise en place d’un système de sécurité dans un environnement isolé pour les employés intervenant sur la voie ferrée pour les avertir de l’arrivée imminente d’un train. En raison du contexte de l’environnement isolé, c’est-à-dire sans réseau électrique, sans internet et sans réseau LTE, une solution pour les employés a été développée en utilisant un système de télécommunication Zigbee et une montre connectée. Une étude de cas sur un train opérant dans une région éloignée et isolée du nord du Québec est présentée pour valider les performances du système proposé basé sur une solution open source et personnalisable.

Pour consulter l’article: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/18/6129

Algorithmes d’optimisation de réseaux neuronaux pour prédire la durée de vie des pales de turbine éolienne sous des conditions hygrothermiques variables

Ziane, K. et al.

L’humidité et la température sont les facteurs environnementaux les plus importants qui affectent la dégradation des pales de turbine éolienne, et leur influence doit être prise en compte dans le processus de conception. Elles affecteront d’abord la matrice de résine, puis, éventuellement, l’interface avec les fibres. Ce travail est le premier à utiliser une série d’approches métaheuristiques pour analyser la base de données des résultats expérimentaux les plus récents et identifier quelles résines sont les plus robustes à l’humidité/à la température en termes de durée de vie en fatigue. Quatre types de résine sont comparés, représentant les types les plus courants utilisés pour la fabrication des pales de turbine éolienne. Des résines polymères thermodurcissables, notamment des polyesters et des esters vinyliques, ont été usinées sous forme de coupons et testées pour l’usure à des températures ambiantes de 20 °C et 50 °C dans des conditions « sèches » et « humides ». Les données expérimentales sur l’usure disponibles auprès des Laboratoires nationaux de Sandia (SNL) pour les matériaux liés aux turbines éoliennes ont été utilisées pour construire, entraîner et valider un réseau de neurones artificiels (ANN) afin de prédire la durée de vie en fatigue dans différentes conditions environnementales. Les performances de trois algorithmes (Backpropagation BP, Particle Swarm Optimization PSO et Cuckoo Search CS) sont comparées pour ajuster les poids synaptiques du ANN et évaluer l’efficacité dans la prédiction de la durée de vie en fatigue des matériaux étudiés, dans les conditions mentionnées ci-dessus. Pour l’évaluation de la précision, l’erreur quadratique moyenne (MSE) est utilisée comme fonction objective à optimiser par les trois algorithmes.

Pour consulter l’article: https://www.mdpi.com/2673-4117/2/3/18

State of the Art of Telecommunication Systems in Isolated and Constrained Areas

Ferrier, L. et al.

Les objets intelligents sont déployés mondialement et ils contribuent à l’amélioration des communications et au déploiement de systèmes industriels performant. Seulement, les territoires éloignés sont souvent évincés du processus de transformation technologique. Ainsi, environ 200 000 personnes vivent dans des régions isolées dans le territoire du Canada. Le développement de ces communautés est ralenti, non seulement parce que les équipements de distribution d’électricité sont désuets, mais également parce qu’ils dépendent de systèmes de télécommunication qui ne sont pas totalement déployés dans leur région. En outre, le champ magnétique dans certaines régions de la planète, souvent dans des zones isolées, subit une absorption partielle ou totale. Ces phénomènes particuliers sont connus sous le nom de zones blanches et rendent la propagation du signal de télécommunication très problématique.

Dans une partie de cet article, nous proposons des solutions aux enjeux de télécommunication applicables dans les régions isolées. L’art de résoudre les problématiques de télécommunication occasionnées par l’isolement repose sur une analyse critique basée sur plusieurs critères. Cela se résume à la capacité d’utiliser une approche innovante : un ballon captif. Malgré la faisabilité des solutions proposées, plusieurs particularités doivent être sérieusement prises en compte avant de pouvoir mettre en place le dispositif. Ces défis inclus :

• Le contrôle de l’altitude du ballon.
• La stabilisation du ballon.
• La source d’énergie du système.

Pour consulter l’article: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/9/3073/htm

Control of Green Configuration for Isolated Telecom Tower Base Station Application

Rezkallah, M. et al.

Dans cette publication, nous proposons des stratégies hybrides (vent et énergie solaire) afin de minimiser l’utilisation de l’essence diesel dans les tours de télécommunication en régions isolées. Pour obtenir une performance soutenable des éoliennes et des panneaux solaires, les convertisseurs d’impulsion DC-DC (Direct Current to Direct Current) sont contrôlés à l’aide de la technique de perturbation et d’observation (P&O). Toutes les charges DC sont remplies à partir du bus DC via un convertisseur buck contrôlé. Pour équilibrer l’énergie du système, des batteries à l’acide seront connectées au bus DC par des convertisseurs DC-DC buck/boost contrôlés. L’interface du convertisseur de source de tension (Voltage Source Converter – VSC) de l’Aternative Current to Direct Current (AC-DC) est contrôlée afin de constamment réguler la tension et la fréquence de l’AC en utilisant des composantes techniques symétriques. Le générateur diesel (Diesel Generator – DG) est connecté au bus AC par un communicateur de transfert statique. Le degré de performance de la configuration proposée, ainsi que les stratégies de contrôles, est testé par Matlab et Simulink avec des charges et des températures changeantes.

Pour consulter l’article: https://ieeexplore.ieee.org/document/9074808

Implementation of Two-Level Control Coordinate for Seamless Transfer in Standalone Microgrid

Rezkallah, M. et al.

Cet article étudie les coordonnées de contrôle à deux niveaux et la boucle à verrouillage de phase améliorée (EPLL) pour une transition transparente entre les modes de fonctionnement en présence de charges non linéaires dans un microréseau autonome (SMG). Une approche de contrôle de coordination à deux niveaux pour la tension, la régulation de fréquence et l’amélioration de la qualité de l’alimentation au point de couplage commun (PCC) est proposée. En outre, la question de la saturation et l’atténuation des harmoniques du 5ème et 7ème ordre sont prises en compte dans la conception des contrôleurs intégraux proportionnels résonants et proportionnels. Pour assurer une transition douce et rapide entre le mode de fonctionnement dans SMG, une boucle améliorée à aspect phasé (PLL) est utilisée. Le concept proposé pour le microgrid autonome est validé par simulation en utilisant MATLAB / Simulink et en laboratoire en utilisant un prototype de petite puissance de 2 kW.

Lire l’article complet: https://ieeexplore.ieee.org/document/8911953

Comprehensive Controller Implementation for Wind-PV-Diesel Based Standalone Microgrid

Rezkallah, M. et al.

Dans cet article, un contrôleur complet d’un microréseau autonome est mis en œuvre, qui dispose de trois unités de production dispersées basées sur un réseau éolien, solaire photovoltaïque (PV) et un générateur diesel (DG). La méthode de perturbation et d’observation du rapport de puissance variable est appliquée pour atteindre le suivi du point de puissance maximal d’un réseau photovoltaïque solaire et d’une éolienne à vitesse variable couplée à un générateur à courant continu sans balais à aimant permanent sans capteurs de vitesse du rotor / vent. De plus, pour assurer une synchronisation parfaite d’un DG au point de couplage commun (PCC), un algorithme de contrôle est développé, qui est basé sur des unités en phase et en quadrature. Une commande de puissance active basée sur un contrôleur proportionnel intégral avec anti-enroulement est utilisée pour la régulation de la tension et de la fréquence. Le filtre LCL basé sur la résistance virtuelle, est utilisé pour l’amélioration de la qualité de l’alimentation à PCC. La simulation et les résultats des tests sont présentés pour la validation du système proposé à l’aide d’un prototype de 2 kW en laboratoire.

Lire l’article complet: https://ieeexplore.ieee.org/document/8760399

Design and Implementation of Active Power Control With Improved P&O Method for Wind-PV-Battery-Based Standalone Generation System

Rezkallah, M. et al.

Cet article traite du contrôle d’un système de production d’énergie solaire-photovoltaïque (PV) interfacé avec le réseau. Une approche de contrôle de mode glissant est utilisée pour atteindre un contrôle de suivi de puissance maximal d’un réseau solaire photovoltaïque. L’approche de contrôle basée sur la fonction Lyapunov est conçue et modélisée pour l’onduleur DC-AC afin de servir les fonctions d’une injection de puissance active dans le réseau, des courants de réseau équilibrés au facteur de puissance unitaire et de la compensation des harmoniques des courants de charge. Les approches proposées éliminent la nécessité d’ajuster les paramètres du système en fonction de l’évolution des charges et du scénario de production. L’efficacité des stratégies de contrôle proposées est établie à l’aide de ses analyses de stabilité. La performance du système de production d’énergie solaire photovoltaïque avec les algorithmes de contrôle proposés est démontrée à l’aide de simulations et d’études expérimentales dans diverses conditions de fonctionnement.

Lire l’article complet: https://ieeexplore.ieee.org/document/7563431

Real-Time Implementation of Robust Control Strategies Based on Sliding Mode Control for Standalone Microgrids Supplying Non-Linear Loads

Benhalima, S., Miloud, R., & Chandra, A.

Dans cet article, nous présentons des stratégies de contrôle améliorées pour les micro-réseaux autonomes basés sur des systèmes solaires photovoltaïques (SVPA) et des générateurs synchrones à vitesse fixe à moteur diesel. Un contrôleur monophasé de mode coulissant basé sur la théorie D-Q pour le convertisseur de source de tension (VSC) est utilisé pour atténuer les harmoniques, équilibrer le courant du générateur diesel (DG) et injecter la puissance générée par SVPA dans le réseau local. Pour réaliser la réponse dynamique rapide avec l’erreur stationnaire nulle pendant la transition, le contrôleur de mode coulissant pour la boucle intérieure de contrôle est employé. Pour atteindre un suivi de point de puissance maximal (MPPT) à partir de SVPA sans utiliser de méthode MPPT, un convertisseur DC-DC buck boost pris en charge par le système de stockage par batterie est contrôlé à l’aide d’une nouvelle stratégie de contrôle basée sur un contrôle en mode coulissant avec une couche limite. En outre, la modélisation et l’analyse de stabilité détaillée sont effectuées. Les performances des stratégies de contrôle développées sont validées par simulation en utilisant MATLAB et Simulink et en temps réel en utilisant un prototype matériel.

Lire l’article complet : https://www.mdpi.com/1996-1073/11/10/2590

Les CCTT : des experts de l’innovation aux services des entreprises

Faucher, L.

Lire l’article complet: Forum Stratégie Innovation-Édition Côte-Nord. Sept-Îles

Le transfert de connaissances entre le Cégep de Sept-Îles et le secteur minier dans le contexte d’implantation de l’Industrie 4.0: Impact sur les techniciens miniers, les superviseurs et les gestionnaires

Faucher, L.

(Séance 8) Depuis 2013, l’ITMI consacre une importante partie de son volet recherche à l’Industrie 4.0. Les projets, tous menés en collaboration avec les entreprises, permettent aux superviseurs et aux gestionnaires d’avoir un portrait détaillé des lignes de production. En obtenant les informations en temps réel grâce à des outils personnalisés de gestion ou via l’émission d’alertes courriel, il devient plus facile d’intervenir rapidement pour corriger les défaillances. Également, les projets de recherche ont une incidence dans la formation puisque l’ITMI, mise sur la participation des professeurs et des étudiants dans les projets, assurant ainsi un transfert de connaissance optimal pour former les futures générations de techniciens.

Voir les résumés des conférences et des photoreprésentations de l’évenement Québec Mines de 2016 : https://gq.mines.gouv.qc.ca/documents/examine/DV201603/DV201603.pdf 

Modélisation numérique de la distribution thermique dans une salle de serveurs industriels: optimisation de la configuration

Paradis, P. L. et al.

Ce travail compare six scénarios de climatisation d’une salle de serveurs typique. La climatisation par plancher surélevé et par conduit fixé au plafond est comparée avec différents degrés de confinement des allées froides dans les salles. Les résultats dénotent une stratification plus importante de la température lorsque l’air est admis par le bas, la contamination de l’air froid par des boucles de recirculation lorsque le confinement n’est pas adéquat, de même qu’un gain d’efficacité lorsqu’un panneau relie le haut des cabinets au plafond lorsque l’air froid provient du haut. Aucune différence n’est toutefois relevée entre les deux configurations de salles (plancher surélevé ou conduit au plafond) lorsque l’allée froide est totalement confinée. Ce travail est conclu par un algorithme décisionnel simple basé sur les résultats de simulations pour l’intervention sur les salles de serveur existantes et vétustes.

Lire la suite : http://t3e.info/pdf/Publications/2013-CIFQ-Paradis.pdf

Aeroelasticity of Wind turbine blades using numerical simulation

Ramdenee, D.  et al.

Avec des prix de carburant traditionnels en dents de scie et une demande énergétique toujours croissante, l’énergie éolienne a connu une croissance significative au cours des dernières années. Pour ouvrir la voie à une plus grande efficacité et rentabilité des éoliennes, des progrès ont été réalisés dans différents aspects liés à cette technologie. L’un d’entre eux a été la taille croissante des éoliennes, rendant ainsi les pales de vent gigantesques, plus légères et plus flexibles tout en réduisant les exigences matérielles et les coûts. Cette tendance au gigantisme augmente les risques d’effets aéroélastiques, y compris des phénomènes désastreux comme le décrochage dynamique, la divergence et le battement.

Read more: https://www.intechopen.com/books/advances-in-wind-power/aeroelasticity-of-wind-turbines-blades-using-numerical-simulation

MODELING OF AERODYNAMIC FLUTTER ON A NACA 4412 AIRFOIL WIND BLADE

Ramdenee, D. et al.

L’étude des phénomènes aéroélastiques sur les éoliennes (WT) est devenu une question très importante lorsqu’il vient à la sécurité et des considérations économiques. De plus, WT tend vers le gigantisme et la flexibilité. Au Laboratoire de recherche sur l’énergie éolienne (WERL), plusieurs études et documents ont été produits, tous axés sur la dynamique des fluides computationnelle  (CFD), une approche pour modéliser et simuler différents phénomènes aéroélastiques. Malgré la pertinence des résultats obtenus, il reste que CFD est très coûteux et difficile à utiliser directement pour le contrôle dues à un temps de calcul conséquent. Cet article décrit donc un approche globale du système CFD pour modéliser le flutter. Ce modèle est basé sur Matlab et Simulink sous forme de modèle qui intègre les caractéristiques de turbulence ainsi que les caractéristiques physiques aérodynamiques. De ce modèle, nous élaborons sur les modes Eigen flutter et les valeurs propres dans le but d’appliquer des stratégies de contrôle et relier la modélisation CFD basée sur ANSYS au système en morceaux.

Lire la publication complète : MODELING OF AERODYNAMIC FLUTTER ON A NACA 4412 AIRFOIL WIND BLADE

3D Computational Model including topographic data for the prediction of dire wind regimes and vortex shedding in an attempt to improve tall building reliability

Ramdenee, D.  et al.

La résistance au vent d’une structure détermine en grande partie son avenant de couverture étendue (ECE) et est un facteur important dans la détermination des coûts d’assurance totaux. Les polices d’assurance et les coûts sont souvent peu représentatifs ou préjudiciables à l’assureur ou au titulaire de la police en raison des incertitudes quant à la capacité de prédire les capacités de résistance des structures. En d’autres termes, selon les normes internationales, toutes les structures, y compris les bâtiments de grande hauteur, doivent respecter les critères de facilité d’entretien.

Demander une copie du texte complet aux auteurs : https://www.researchgate.net/signup.SignUp.html