Étude numérique des phénomènes transitoires dans une turbine axiale de type hélice durant l’emballement

Ce mémoire présente l’étude numérique d’un emballement de turbine hydraulique axiale à échelle modèle. Cet état transitoire est simulé du point de meilleur rendement jusqu’à l’atteinte de 95% de la vitesse d’emballement. Pour ce faire, une méthodologie numérique est développée à l’aide du logiciel commercial ANSYS CFX en utilisant une approche "Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes" avec modèle de turbulence k-ε. Cette méthodologie numérique a été validée grâce à des mesures expérimentales de pression acquises en situation d’emballement sur les aubes d’une roue de turbine axiale étudiée au Laboratoire de Machines Hydrauliques de l’Université Laval. La validation des simulations numériques a été réalisée grâce à des comparaisons dans les domaines temporel et fréquentiel entre les pressions mesurées expérimentalement et calculées numériquement. Les analyses fréquentielles en transitoire ont été effectuées à l’aide de transformées en ondelettes afin de représenter l’évolution temporelle du spectre de fréquence. Des analyses qualitatives de phénomènes hydrauliques prenant place dans la turbine sont aussi présentées. Les analyses effectuées ont permis de confirmer le développement d’un tourbillon en précession par rapport à la roue dans l’aspirateur provocant les fluctuations de pression dominantes à des fréquences subsynchrones. La comparaison entre les données expérimentales et numériques a permis de valider une stratégie de simulation transitoire et d’en définir les limites en vue de prochaines simulations d’emballement. Des tests supplémentaires sont suggérés pour améliorer la précision ou le niveau de confiance de la méthode.

Le tableau numérique interactif: une intégration dans une communauté coopérative Freinet

Dans cette étude, nous nous sommes intéressé à l’utilisation des TIC, plus précisément du Tableau Numérique Interactif (TNI), en géométrie, par des groupes d’élèves de deux classes du primaire en pédagogie Freinet. S’inspirant d’une revue de littérature concernant la pédagogie dialogique, qui se rapproche de la pédagogie Freinet, trois unités d’observation, qui se rapportent aux trois types de discussion (cumulatif, disputationnel et exploratoire) au sein des groupes, ont été analysées. Le but de l’étude est de comprendre en quoi les discussions des groupes d’élèves autour du TNI, dans un contexte dit dialogique, peuvent être exploratoires (un type de discussion qui favoriserait les apprentissages). Pour cela, une activité d’apprentissage, appelée situation-problème, impliquant six groupes d’élèves autour du TNI, a été créée en collaboration avec les enseignants en géométrie. Nos résultats indiquent, entres autres, que les aspects pédagogiques de la technologie en question, ici le TNI, sont à différencier des aspects pédagogiques du logiciel utilisé, ici Tinkercad en mathématiques. Ce mémoire remet en relief toute la complexité de prendre en compte un unique facteur (l’analyse des discussions) pour discuter des apprentissages des élèves autour du TNI.

Analyse numérique du changement de phase solide-liquide autour d'un tube horizontal soumis à une sollicitation thermique périodique

Ce mémoire présente un modèle mathématique et numérique pour analyser le comportement d’une unité de stockage thermique à changement de phase solide-liquide représentée par un tube autour duquel se trouve le matériau à changement de phase. Le système est soumis à une charge oscillant entre le chauffage et le refroidissement. Une analyse d’ordre de grandeur permet de prédire le comportement du système en fonction des principaux nombres adimensionnels. Un paramètre adimensionnel est proposé pour délimiter les concepts dans lesquels la conduction domine par rapport à ceux où la convection naturelle domine. L’étude dévoile l’impact des paramètres de conception de l’unité de stockage thermique sur son fonctionnement et approfondit les connaissances dans le domaine du changement de phase avec convection naturelle. Différents indicateurs ont été développés pour analyser la performance du système, tels que les dimensions de la zone affectée thermiquement, le volume fondu ou solidifié et une analyse fréquentielle. Des corrélations sont proposées pour déterminer facilement le comportement du système.

Déficits cognitifs numériques impliqués dans la dyscalculie développementale

INTRODUCTION : La dyscalculie est un déficit spécifique d’apprentissage des mathématiques dont la prévalence s’étend de 1 à 10 %. La dyscalculie a des répercussions sur la scolarité et sur la vie quotidienne pouvant persister jusqu’à l’âge adulte et ainsi nuire à l’insertion professionnelle. Il existe actuellement deux grandes hypothèses cognitives pour expliquer la dyscalculie développementale : l’hypothèse d’un trouble cognitif général tel qu’un trouble de la mémoire de travail et l’hypothèse d’un trouble cognitif spécifiquement numérique. OBJECTIFS : L’objectif général de cette thèse doctorale est d’évaluer les déficits cognitifs numériques impliqués dans la dyscalculie développementale chez des enfants franco-québécois âgés entre huit et neuf ans, scolarisés en 3e année du primaire (1ère année du 2e cycle). Dans un premier temps, la thèse vise à recenser les écrits (étude 1) portant sur les déficits cognitifs numériques impliqués dans la dyscalculie. Ensuite, elle a pour objectifs spécifiques l’étude des capacités de traitement des quantités non symboliques (étude 2) et symboliques arabe et orale (étude 3), ainsi que de l’intégrité des représentations numériques sous forme de ligne numérique (étude 4). MÉTHODE : Des études comparatives d’un groupe d’enfants en difficulté mathématique (groupe dyscalculique) et d’un groupe d’enfants sans difficulté mathématique ont été réalisées. Des tâches faisant intervenir le code analogique (i.e. ensemble de points), le code arabe, le code oral, et la ligne numérique des nombres ont été administrées dans le but de mesurer les capacités de traitement, de production, et de reconnaissance des nombres. RÉSULTATS : La recension de la littérature permet d’établir qu’il n’existe aucun consensus quant aux déficits cognitifs numériques impliqués dans la dyscalculie (étude 1). Les résultats des études expérimentales montrent que les enfants dyscalculiques présentent des difficultés à traiter avec précision les petites quantités analogiques (étude 2) mais des habiletés préservées pour traiter approximativement les grandes quantités (étude 4). Ils présentent aussi des difficultés à traiter les nombres symboliques (arabe, oral) qui se manifestent par des atteintes de reconnaissance, de traitement et de production des nombres (études 3 et 4). Leur acuité numérique est également plus faible lorsqu’ils doivent traiter cognitivement les nombres symboliques sur une ligne numérique (étude 4). CONCLUSION : Les enfants dyscalculiques présentent un déficit du sens du nombre au niveau du traitement des petites quantités par le Système Numérique Précis, ainsi qu’un déficit de traitement des nombres symboliques. Ce déficit se manifeste à la fois par un déficit de reconnaissance, un déficit d’accès au sens du nombre via les codes symboliques et une acuité plus faible de la ligne numérique lorsqu’elle implique les nombres symboliques.