• Objectifs scientifiques
  Développer l’expertise en sûreté de fonctionnement et optimisation afin de rapprocher le génie industriel et le domaine des mines en favorisant les interactions et les synergies entre les chercheurs en génie électromécanique et les chercheurs spécialisés dans d’autres domaines appliqués (mines, forêt, agriculture).

• Programmation des activités

  • Développer des approches de validation formelle de la commande et de la supervision des systèmes automatisés, dans les entreprises manufacturières, commandés par automates programmables industriels;

  • Développer des méthodes de surveillance des procédés. La surveillance sera composée de la détection, du diagnostic, de la compensation et du recouvrement dans le but de contribuer au fonctionnement sûr et à l’optimisation de ces procédés;

  • Développer de nouveaux outils pour maximiser la disponibilité et améliorer la fiabilité, la maintenance et la sécurité des équipements et des instruments;

  • Développer des systèmes d’information pour l’acquisition et le traitement des données ainsi que de nouveaux outils d’analyse des données, en vue d’améliorer la performance globale des procédés d’exploitation.

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• Objectifs scientifiques
  La transmission de l’énergie mécanique à travers les réseaux mécaniques élastiques représente un domaine nouveau qui suscite un intérêt certain. Plusieurs projets industriels et de recherche sont en déroulement et l’Université est impliquée de façon active à la mise en marché et à la réalisation de ces projets. À la suite de ces préoccupations, l’UQAT est identifiée comme une source d’expertise importante pour les différents aspects relevant de la conception des machines vibrantes. L’objectif du laboratoire est donc de supporter et de continuer le développement d’activités de recherche fondamentale et appliquée reliées à la transmission de l’énergie à travers les réseaux mécaniques élastiques. D’une part, le laboratoire devra permettre d’identifier l’UQAT comme leader dans le domaine vis-à-vis les grands organismes subventionnaires (CRSNG, FCAR) et les grandes entreprises et d’autre part, représenter un support actif pour les entreprises régionales impliquées dans ce genre de projets.

• Programmation des activités
  Les principaux thèmes de recherche du laboratoire sont :

  • La synthèse optimale des machines
    La consommation de l’énergie et de matériaux pour la fabrication et l’opération des machines modernes a augmenté aux niveaux alarmants, ce qui réclame leur réduction afin de protéger les réserves naturelles et énergétiques. Pour ce faire, on a recours à la recherche opérationnelle dans la construction des machines afin d’obtenir la solution optimale tant dans la structure que dans l’exploitation des agrégats des machines. En utilisant la théorie unitaire des machines et les équations générales, on peut se servir de la programmation dynamique pour optimiser l’agrégation et l’exploitation de machines à un rendement maximal. Aussi, pour les éléments de machines, on crée les modèles mathématiques et en employant la programmation non linéaire, on obtient les solutions optimales spécifiques comme par exemple : volume minimal, rendement ou durabilité maximale, etc.

  • La transmission optimale de l’énergie mécanique dans les mécanismes complexes élastiques
    L’objectif de ce projet est de développer des dispositifs pour la transmission de la puissance à travers des milieux hétérogènes (solide, liquide, gaz) qui forment des chaînes cinématiques vibrantes dans les machines modernes, avec efficacité accrue. Plusieurs compagnies de notre région ont identifié un potentiel commercial du principe. Le laboratoire fournit l’expertise nécessaire à la conception de ces dispositifs.

  • La conception de robots industriels à liaisons intelligentes
    Pour simuler le comportement ou pour commander un robot, on doit disposer de modèles selon les objectifs, les contraintes et les performances recherchées : modèle géométrique, cinématique, et dynamique. La difficulté est donnée par le nombre de degrés de mobilité, la complexité de la chaîne cinématique et le type des articulations. Une idée qui fait chemin concerne un nouveau genre de liaison mécanique qui est la liaison cinématique intelligente. En effet, le hybride résulté par l’intégration des composantes mécanique, d’entraînement, sensorielle, et de commande autour d’un couple cinématique classique donne une entité nouvelle avec laquelle on peut construire de modules intelligents et par la suite de mécanismes complexes avec intelligence distribuée et étagée. L’objectif de ce projet est de développer des modèles de calcul et de simulation et de concevoir de dispositifs qui valident le concept.

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• Objectifs scientifiques
  Développer un système de communication sans fils avec radio-localisation et utilisation de robots avec contrôle à distance pour le sauvetage minier. Ces deux items ont été bien mis en évidence lors de l’écroulement de World Trade Center le 11 septembre 2001. Développer un pôle d’excellence dans la conception des véhicules récréatifs avec la technologie sans fil et communications dans tous les milieux : terrestre, aérien, sous terre.

• Programmation des activités

  • Concevoir un moteur intelligent commandé sans fil avec synchronisation;

  • Fabriquer un robot à six pattes;

  • Animer les projets de Club La Source-Cégep-UQAT;

  • Désigner le premier robot grenouille (sauteur) et s’attaquer aux problématiques liées;

  • Construire le premier bateau de pêche à commande par joystick;
    Concevoir un bateau léger à turbine intégrée.

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• Objectifs scientifiques
  Le transfert de chaleur est omniprésent dans les procédés industriels. Des exemples courants sont l’affinage des métaux, la mise en forme des matières plastiques, la combustion de gaz dans les centrales thermiques, etc. L’axe de recherche en transfert thermique visera l’analyse, la modélisation, la simulation et l’optimisation des processus thermiques liés aux procédés industriels. La formation d’étudiants de niveau maîtrise et l’amélioration de la productivité industrielle seront prioritaires. Des liens avec les groupes de recherche actifs dans le domaine seront établis (notamment avec l’UQAC et Polytechnique).

• Programmation des activités

  • Modéliser le transfert de chaleur radiatif dans les fours industriels;

  • Coupler les équations de la thermique et de la mécanique des fluides non newtoniens pour la simulation par éléments finis des procédés de mise en forme des plastiques (extrusion, extrusion-soufflage et thermoformage);

  • Modéliser et simuler les processus énergétiques dans une centrale thermique (à vapeur ou à gaz);

  • Concevoir des algorithmes robustes de résolutions des systèmes d’équations aux dérivées partielles à grands nombres de Péclet (problèmes mixtes elliptiques-hyperboliques).

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• Objectifs scientifiques
  L’utilisation de signaux est présente dans toutes les activités humaines. Pour recueillir un signal, nous pouvons avoir recours à une caméra, un microphone, un capteur 3-D, un radar à synthèse d’ouverture, à un appareil d’imagerie par résonance magnétique, etc. Cependant, la grande quantité de données générées n’est pas toujours adéquate ou facile d’interprétation. C’est ainsi que le laboratoire de recherche en transmission, analyse et traitement du signal :

  • Publiera annuellement un minimum de deux articles dans des revues et des conférences de calibre international.

  • Formera, sur une période de six ans, quatre étudiants à la maîtrise et deux étudiants au doctorat.

  • Favorisera la collaboration entre chercheurs québécois, canadiens et internationaux par la participation aux réseaux d’excellence canadiens.

• Programmation des activités
  Le Laboratoire de recherche en transmission, analyse et traitement du signal

  • Effectuera des simulations logicielles pour l’encodage et la compression de la voix et du vidéo, en association avec le Laboratoire de Recherche en Communications Souterraines, pendant les trois prochaines années. Ces simulations permettront la mise en place d’appareils miniatures pour la communication en temps réel dans un milieu souterrain.

  • Développera, à l’aide d’étudiants gradués, des algorithmes d’analyse d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à l’aide de l’appareil Sigma de GE Medical Systems installé en Abitibi-Témiscamingue pour les trois prochaines années. Ces algorithmes augmenteront l’efficacité des procédés actuels en diminuant le temps de calcul tout en évitant les fausses identifications.

  • Améliorera les approches de reconnaissance des minéraux et des essences forestières, à l’aide de l’expertise de ses professeurs, par l’utilisation de caméras couleur pour les cinq prochaines années. Les approches préconisées utiliseront des modèles autorégressifs multispectraux et seront basés sur le maximum a posteriori.

  • Concevra des algorithmes de métrologie, appliqués à l’industrie manufacturière et utilisant la vision numérique, en se basant sur l’expertise interne et externe, d’ici six ans. Les nouveaux algorithmes seront basés sur la polarisation de la lumière et des caméras à haute résolution.

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Axe de recherche sur le comportement des structures mécaniques immergées dans un milieu fuide

• Introduction et objectifs scientifiques
  De nos jours, le nombre d’industries confrontées à des problèmes d’interaction fluide-structure ne cesse d’augmenter. Dans le domaine de l’environnement, ce sont les problèmes dus au bruit qui deviennent très préoccupants. À titre d’exemple, dans le secteur aéronautique et de l’automobile, le champ de pression rayonné vers l’extérieur par les structures vibrantes englobant les réacteurs et les moteurs est très intense et par le fait même, nuisible à l’environnement extérieur; de plus, l’effet du bruit à l’intérieur des aéronefs, combiné à l’effet physiologique des vibrations, affecte la qualité de la communication et le confort des passagers.
  
  Concevoir des machines qui ne développent pas beaucoup de décibels n’est pas la seule préoccupation des ingénieurs. En effet, ceux-ci s’intéressent également aux problèmes de déversements pétroliers dans l’espace marin causés par l’action violente des vagues sur les coques des bateaux et sur les plates formes « off-shore ». D’ailleurs, cette question préoccupe aussi les scientifiques et les politiciens qui ont élaboré, au début des années 90, une nouvelle réglementation sur le transport maritime afin de diminuer les risques afférents.
  
  En ce qui concerne l’aérospatial, c’est l’action de l’air sur les structures qui est le point de mire des ingénieurs. En effet, la présence de l’air bouleverse complètement les caractéristiques de résonance des structures.
  
  Tous les problèmes mentionnés ci-dessus, et beaucoup d’autres dans le domaine de la sécurité, sont reliés aux problèmes de couplage fluide-structure. C’est, dans ce cadre de recherche, que le groupe de recherche sur le comportement des structures couplées à un milieu fluide a défini des objectifs scientifiques, soient:

  • Développement d’un code informatique en trois dimensions qui couple MEF et BEM pour la résolution et l’analyse des problèmes de couplage fluide structure (exemple : comportement vibro-acoustique des structures immergées ou non dans un fluide, rayonnement acoustique des structures, résistance des structures);

  • Rayonnement du groupe par des publications dans des revues et des conférences de calibre international;

  • Former des chercheurs alliant sciences et compétences;

  • Développer des carrières de chercheurs de haut calibre;

  • Collaboration au plan international et régional.

• Programmation des activités

  • Développement d’une nouvelle formulation variationnelle symétrique par équations intégrales, basée sur la théorie des distributions, pour la résolution des problèmes intérieurs et extérieurs de couplage fluide-structure : le fluide est Newtonien et la structure est mince. La structure utilisée peut être élastique, hyperélastique ou viscoélastique. Cette formulation couple la fonctionnelle d’énergie de la structure avec une formulation variationnelle par équations intégrales du fluide;

  • Régularisation des intégrales intervenant dans les problèmes de couplage fluide visqueux-structure en utilisant des variables auxiliaires;

  • Étendre la formulation variationnelle par équations intégrales pour les structures épaisses;

  • Application d’une formulation variationnelle par équations intégrales pour la résolution de problème de couplage fluide-visqueux-plaque/coque (mince ou épaisse);

  • Développement d’un code informatique en trois dimensions pour la résolution des problèmes de couplage fluide-structure;

  • Analyse de l’effet des singularités géométriques sur les résultats numérique, en 2D/3D de la méthode variationnelle par équations intégrales, de l’équation linéarisée de Navier-Stokes.

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Axe de recherche en réseaux d'énergie électrique, modélisation, identification et commande de machines électriques

• Objectifs scientifiques
  Améliorer la qualité de l’énergie électrique (la qualité de l’onde électrique) par des techniques de filtrages numériques et par compensation des lignes de transport et de distribution.
  
  Améliorer la production de l’énergie électrique par des systèmes experts de surveillance, de détection et de correction des pannes.

• Programmation des activités

  • Élaborer un système expert de surveillance, de détection et de correction des pannes sur les machines synchrones et autres équipements de production;

  • Analyse et prédiction des problèmes de cogénération par des génératrices à induction;

  • Identification des machines et du système de régulation en vue de la maintenance préventive;

  • Optimisation des régulateurs de tension;

  • Prédiction des défauts par simulation des machines électriques et du réseau électrique des mines et celui des papetières;

  • Techniques de filtrage numérique des harmoniques dans le réseau minier et celui des papetières;

  • Nouvelles techniques de compensation capacitive, synchrone et statique des lignes du réseau électrique minier et celui des papetières.

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