Intégration de pales en céramique dans un rotor de microturbine axiale en configuration renversée

Le marché de l'énergie distribuée est actuellement en pleine expansion et favorise l'intégration d'une multitude de sources d'énergie, et les machines à combustion interne ne sont pas exclues. Les moteurs à piston sont actuellement les principaux acteurs du marché, en raison de leur rendement élevé et de leur faible coût en capital. Cependant, la réglementation de plus en plus sévère sur les émissions ainsi que les coûts liés à la maintenance et les temps d'arrêt sont prohibitifs pour ce type de machines, en particulier dans le segment de basse puissance et de production d’énergie et de chaleur combinées (CHP). C'est là que les microturbines opérant sous le cycle récupéré – de petites turbines à gaz qui produisent moins de 1 MW de puissance – ont un avantage concurrentiel, grâce à moins de pièces en mouvement, une combustion plus propre et une température élevée d'échappement. Les petites turbomachines récupérées doivent atteindre des températures d'entrée de turbine (TIT) très élevées, requises pour atteindre 40% de rendement thermique. Les céramiques non refroidies offrent une solution très attrayante, avec plusieurs essais mais des résultats peu concluants dans la littérature. Ce travail présente une nouvelle architecture qui prend en charge des pales en céramique monolithique dans un environnement d’opération à chaud. La turbine renversée en céramique (ICT) est constituée d'un moyeu métallique flexible qui fournit une base souple pour les pales individuelles en céramique qui sont supportées par l'extérieur par un anneau en composite carbone-polymère. Les forces centrifuges chargent les pales en compression au lieu d’en tension, exploitant ainsi la résistance en compression typiquement élevée des céramiques techniques. Le document présente la validation expérimentale entreprise pour vérifier l'intégrité structurelle d’un prototype de configuration ICT à petite échelle, dans des conditions de fonctionnement à froid et à chaud, ainsi que les étapes qui y ont mené. Les résultats expérimentaux montrent que l'ICT supporte des pales en alumine dans les tests à froid et le nitrure de silicium pour des températures d'entrée du rotor jusqu'à 1000 K, avec des vitesses de pointe de pale atteignant 271 m/s. L’incursion d’objet domestique, l'événement le plus désastreux à se produire dans les turbines en céramique dans la littérature, n'a pas causé de dommages aux pales dans cette configuration. Ces résultats indiquent que l'architecture ICT est robuste et viable, et que le développement peut être poursuivi pour augmenter la TIT et la vitesse de pointe de la turbine, afin d’éventuellement parvenir à une microturbine récupérée en céramique de 1600 K de TIT.

SCADA configuration and control modes implementation on an experimental water supply canal

In the last years, digital controllers became a very interesting alternative (low costs and higher accuracy) to the analogue or to hydrodynamic traditional controllers in water supply canal automation, in order to match water supply to water demands. This kind of hydraulic systems needs particular research for control applications because they are big scale systems, open and characterized by big delays and great inertia. This paper presents several digital control modes tested in an experimental canal that will be used as a research platform on the automatic canal control domain. The canal operation and their control modes selection are supervised by a SCADA system developed and configured for this particular canal.

Generalities of vertebrate responses to landscape composition and configuration gradients in a highly heterogeneous Mediterranean region

Aim To examine the distributional patterns of vertebrates (including birds, bats, carnivores and lagomorphs) along landscape composition and configuration gradients to better understand the effects of landscape modification on occurrence patterns at both species and community level. Location The region of Alentejo, a forest-dominated area of southern Portugal. Methods The study area was framed using 1647 hexagonal plots, each of 259 ha in size. Composition and configuration gradients were obtained for each plot by integrating the proportions of the main land cover types and their configuration patterns using multivariate analyses. Species-specific vertebrate responses were investigated using data from 75 plots in which carnivores, bats and lagomorphs were sampled, and from 135 plots in the case of birds. Community- level responses were investigated through changes in species richness and beta-diversity in 57 plots where all vertebrate groups were simultaneously sampled. At the species-level, an information-theoretic approach was used to determine the effects of landscape gradients on species’ responses. At the community level, Mantel tests were used to determine between-plot differences in species composition using the Sørensen dissimilarity index. Results We found that the occurrence patterns of most vertebrate species were best predicted by composition-related gradients, although configuration gradients were also frequently included in species-specific occurrence models. We also found a weak correlation between species richness and most landscape gradients suggesting a turnover in the identity of species, something that was corroborated by the stronger correlation between environmental gradients and beta-diversity measures. The amount of forest cover and landscape complexity (estimated as the heterogeneity in the size and number of land cover types) were the main composition and configuration gradients determining vertebrate responses at both species and community level. Main conclusions Our work contributes to a more refined understanding of the mechanisms underlying species distributional patterns in real-world human-modified landscapes. By uncovering generalities of species with multiple ecological requirements and by describing the entire landscape mosaic through landscape gradients, we also suggest that our work greatly helps to fill the gap between existing conceptual landscape models aimed to understand species distributional patterns in human-modified landscapes.