passé, présent et avenir d’une longue collaboration entre...

Passé, présent et avenir Passé, présent et avenir d’une longue collaboration d’une longue collaboration entre l’UTC et l’Université entre l’UTC et l’Université

LavalLavalMario Mario FafardFafard

JeanJean--Loup RobertLoup RobertDépartement de génie civilDépartement de génie civil

Université LavalUniversité Laval30 ans de modélisation numérique à l'UTC -

défis et perspectives

22

PlanPlan

L’Université Laval (L’Université Laval (MFaMFa))Le passéLe passé–– Genèse de la relation Laval / UTC (JLR)Genèse de la relation Laval / UTC (JLR)–– Les personnes (Les personnes (MFaMFa))–– Les logiciels et les livres (Les logiciels et les livres (MFaMFa))–– Les retombées (Les retombées (MFaMFa))

Le présent (Le présent (MFaMFa))Les applications (Les applications (MFaMFa + JLR)+ JLR)Le futurLe futur

L ’UNIVERSITÉ LAVAL

La plus vieille université francophone d’AmériqueMonseigneur de Laval a fondé petit séminaire de Québec (1663)

Plaine d’AbrahamVieux Québec Ile d’Orléans

5

Quelques chiffres36 000 étudiants1200 professeurs500 chargés de cours1500 employés de soutien17 FacultésBudget annuel 650M$ (420 M€)

Faculté des sciences et de génie: 5000 étudiants et 240 professeurs

6

Recherche288 M$ (190 M€) en fonds en 20037 000 étudiants M.S. et Ph.D.170 programmes M.S. et Ph.D 174 centres et équipes de rechercheParc technologiqueDomaines exclusifs à Laval (Foresterie)

7

Province de Québec

Capitale: Québec (550 000)Métropole: Montréal (3 000 000)7 000 000 de personnes1 400 000 anglophones11 nations autochtones (Abénakis, Algonquins, Attikameks, Cris, Hurons-Wendat, Inuits, Malécites, Micmacs, Mohawks, Montagnais, Naskapis)50 x la superficie de la Belgique3 x la superficie de la France40 x la superficie de la Suisse

9

Canada

10 provinces3 territoires (Nunavut)Superficie: 2ième pays au monde,Russie 17x106 km2 ≈ 1.7 x Canada

6 x fois le Québec; 327 x la Belgique; 18 x la France; 242 x la Suisse4.5 fuseaux horaires30 000 000 de personnes (3/km2), 22% de francophoneOfficiellement bilingue

60ième

≈660

47ièmeParis: 49ième

48ième

1111

PlanPlan



Les origines de MEFLes origines de MEF

Sherbrooke

197?

Québec

Chicoutimi

Les origines de MEFLes origines de MEF

1414

Le passéLe passé

Les personnesLes personnes–– Depuis la fin des années 70, Depuis la fin des années 70, ≈≈ cent personnes cent personnes

ont traversé l’Atlantique, en majorité des ont traversé l’Atlantique, en majorité des étudiantsétudiants

–– Trois professeurs de UL ont séjourné à l’UTC en Trois professeurs de UL ont séjourné à l’UTC en congé sabbatique et 2 à INSA de Rouencongé sabbatique et 2 à INSA de Rouen

–– Plusieurs autres ont fait de courts séjoursPlusieurs autres ont fait de courts séjours–– Plusieurs professeurs et chercheurs de l’UTC Plusieurs professeurs et chercheurs de l’UTC

ont séjourné à ULont séjourné à UL–– Deux subventions ont financé échanges FDeux subventions ont financé échanges F--Q Q (la (la

modélisation EF était ‘in’ à ce moment)modélisation EF était ‘in’ à ce moment)

1515

Le passéLe passéLes personnesLes personnes–– Trois couples francoTrois couples franco--québécois et deux québécois et deux suissosuisso--

québécoisquébécois–– Nationalité française et canadienne: Nationalité française et canadienne: ≥≥88–– Des anciens de l’UTC sont installés au QuébecDes anciens de l’UTC sont installés au Québec–– Quelques positions des personnes formées UL:Quelques positions des personnes formées UL:

HydroHydro--QuébecQuébecPrattPratt & Whitney Canada& Whitney CanadaBombardierBombardierInstitut des matériaux industriels (CNRC)Institut des matériaux industriels (CNRC)TarnaTarna (films basés sur des images de synthèse)(films basés sur des images de synthèse)EPFLEPFL

1616

Le passéLe passéLes logicielsLes logiciels–– Les logicielsLes logiciels

MEF ( le point de départ)MEF ( le point de départ)MEFNLIN, REFLEX (structure)MEFNLIN, REFLEX (structure)MEFFLU, MEFL3D, REFLUX (hydraulique)MEFFLU, MEFL3D, REFLUX (hydraulique)SIC,CLEF (en C),SIC,CLEF (en C), FEShFESh++ (C++), MEF++ (C++), ++ (C++), MEF++ (C++), PFES, etc.PFES, etc.

Les livresLes livres–– Une présentation de la méthode des éléments Une présentation de la méthode des éléments

finis (nouvelle version en 2005)finis (nouvelle version en 2005)–– Modélisation des structures par éléments finisModélisation des structures par éléments finis

1717

Le passéLe passéLes retombéesLes retombées–– GHN : collaboration entre GHN : collaboration entre Gouri Gouri et et

professeurs en hydraulique de Lavalprofesseurs en hydraulique de Laval–– MechaTools MechaTools Technologies (ancien UTC)Technologies (ancien UTC)

Océanide Océanide incinc..–– Simco Simco Technologies: STADIUMTechnologies: STADIUM–– Alcan Alcan : START: START--Cuve++Cuve++–– SAFISAFI–– VisualDesignVisualDesign–– Anciens thésards: professeurs à Laval, ETS, Anciens thésards: professeurs à Laval, ETS,

1818

PlanPlan



1919

Le présentLe présent

Les liens actuels UTC / LavalLes liens actuels UTC / Laval–– CoCo--tutelle Francetutelle France--Québec avec Mohamed Québec avec Mohamed

RachikRachik et Mario et Mario FafardFafard–– Embauche de stagiaires en génie mécanique Embauche de stagiaires en génie mécanique

et/ou en génie informatiqueet/ou en génie informatique–– Échange de logiciels EFÉchange de logiciels EF–– Colloque de GiensColloque de Giens

2020

Le présentLe présent

Les liens actuels UTC / UQACLes liens actuels UTC / UQAC–– Une coUne co--tutelle Francetutelle France--Québec avec Mohamed Québec avec Mohamed

RachikRachik et Daniel Marceau (et Daniel Marceau (PhPh.D. UL).D. UL)–– Embauche de stagiaires en génie informatiqueEmbauche de stagiaires en génie informatique–– Échange de logiciels EFÉchange de logiciels EFLiens UTC / U de SherbrookeLiens UTC / U de Sherbrooke–– Mohamed Ali Mohamed Ali HamdiHamdi et et NoureddineNoureddine AttalaAttala

(ancien UTC) co(ancien UTC) co--tutelle de thèsetutelle de thèse

2121

PlanPlan



2222

Les applicationsLes applications

Sciences du boisSciences du boisA. Cloutier (A. Cloutier (PhD PhD avec avec GouriGouri) ) et alet al–– DDééformation des formation des

panneaux de panneaux de fibres de bois fibres de bois suite aux suite aux changements changements dd’’humidithumiditéérelative ambianterelative ambiante

Absorption de vapeur d’eau et densité du panneau est asymétrique

2323

Les applicationsLes applicationsGénie Génie aérospatialaérospatialG. G. GendronGendron((MSc MSc avec avec GouriGouri)) et M.et M.--L. L. DanoDano (ancienne (ancienne UTC)UTC)–– Antenne de Antenne de

communication communication faite de trois plis faite de trois plis d’un tissu de d’un tissu de Kevlar : étude au Kevlar : étude au décollage

Épaisseur de la paroi: 0.28 mm.

critère de rupture

décollage

2424

Les applicationsLes applicationsGénie industrielGénie industrielM.M. FafardFafard et alet al–– PrPrééchauffage chauffage

éélectrique de lectrique de cuve Hallcuve Hall--HHééroultroult

–– Analyse TEM Analyse TEM transitoire d’une transitoire d’une cuvecuve

–– Une trentaine de Une trentaine de matériauxmatériaux

–– 57 interfaces (T, 57 interfaces (T, TE et TEM)TE et TEM)

2525

Les applicationsLes applicationsGénie mécaniqueGénie mécaniqueA. A. GakwayaGakwaya ((PhDPhD avec avec

GouriGouri) ) et alet al–– Dimensionnement Dimensionnement

optimal des outils, optimal des outils, meilleurs séquences meilleurs séquences et temps de formageet temps de formage

–– Résistance et durée Résistance et durée de vie des outils et de vie des outils et des pièces avant toute des pièces avant toute production réelleproduction réelle

–– Conception virtuelle, Conception virtuelle, intégrité et durabilité intégrité et durabilité des structures de des structures de véhicules militairesvéhicules militaires

2626

Les applicationsLes applicationsHydrauliqueHydrauliqueM. Leclerc M. Leclerc (Ancien UTC) et (Ancien UTC) et Y. Secrétan Y. Secrétan ((MSc GouriMSc Gouri))–– Modélisation de Modélisation de

la température la température dans les Îles de dans les Îles de BouchervilleBouchervilledu 5 avril au 27 du 5 avril au 27 mai 2002mai 2002

2727

Les applicationsLes applicationsMécanique fluideMécanique fluideG. Dumas (G. Dumas (MSc MSc GouriGouri) ) et alet al•• Aérodynamique Aérodynamique

instationnaire instationnaire de de systèmes d'ailes systèmes d'ailes oscillantesoscillantes

•• Modélisation Modélisation avancée en avancée en turbulenceturbulence

•• Turbulence Turbulence fondamentalefondamentale

•• Simulation Simulation numérique directe numérique directe (DNS)(DNS)

Laboratoire de Mécanique des Fluides Numérique(LMFN)

Département de génie mécanique Université Laval

2828

Les applicationsLes applicationsMécanique fluideMécanique fluide

C. C. Deschênes Deschênes et alet al((MSc GouriMSc Gouri))–– Simulation de Simulation de

l’écoulement l’écoulement turbulent 3D turbulent 3D dans une turbine dans une turbine hydraulique hydraulique complètecomplète

–– banc d’essai de banc d’essai de turbines turbines hydrauliques hydrauliques modèlesmodèles

–– Étude de Étude de l’aération dans l’aération dans

t bit bi

2929

Les applicationsLes applicationsHydraulique Hydraulique J.L J.L Robert (Robert (MSc GouriMSc Gouri))–– modélisation du modélisation du

cycle de l’eaucycle de l’eau–– modèle 3D, modèle 3D,

surface libre, surface libre, NavierNavier--Stokes, Stokes, pression pression hydrostatique et hydrostatique et composante composante nonnon--hydrostatiquehydrostatique

–– SaintSaint--Venant Venant sous pressionsous pression

3030

Les applicationsLes applicationsCFD, A CFD, A Soulaïmani Soulaïmani ((PhD GouriPhD Gouri))–– Aeroelasticity Aeroelasticity of of

aircraft wings aircraft wings and and rotorsrotors

–– ThreeThree--dimensional dimensional free free surface surface flows flows in in and around and around hydraulic hydraulic structuresstructures

–– Parallel Parallel Computation Computation Methods Methods for CFD for CFD problemsproblems

3131

PlanPlan



3232

Le futurLe futurDéfis Défis –– Approche Approche multimulti--physique et physique et multimulti--échelle échelle

couplée fortementcouplée fortement–– Approche pluridisciplinaire pour problèmes Approche pluridisciplinaire pour problèmes

complexescomplexes–– Temps calculTemps calcul–– Génie logicielGénie logiciel

Maintien du lien UTC/Laval passe par Maintien du lien UTC/Laval passe par –– Une politique d’échange des laboratoires en Une politique d’échange des laboratoires en

cause et les moyens cause et les moyens –– Mise en place de coMise en place de co--tutelle de thèse Ftutelle de thèse F--QQ–– Le financement via organismes Le financement via organismes

gouvernementaux et parapublicsgouvernementaux et parapublics

3333

Ruissellement

Infiltration

Recharge

Écoulement souterrain

Cycle de l’eau• couplage météo• zone souterraine non saturée• qualité, glaces …

Adaptation du maillage•Modèle de terrain•Réseau hydrographique•Bathymétrie

Les défisLes défis

3434

300 k€

Les défisLes défis≈1000 0C

Les défis: exemple de problème génie industrielLes défis: exemple de problème génie industriel–– Procédé d’électrolyse Al, Mg, etc.Procédé d’électrolyse Al, Mg, etc.–– Couplage EDP: électromagnétique, hydrodynamique, thermique, Couplage EDP: électromagnétique, hydrodynamique, thermique,

mécanique, chimique (Nernstmécanique, chimique (Nernst--PlankPlank))–– Couplage local: fluage Couplage local: fluage fctfct de concentration espèces chimiques et Tde concentration espèces chimiques et T–– Compétence: mécanicien,Compétence: mécanicien, numériciennuméricien, chimiste, métallurgiste, chimiste, métallurgiste–– Prédiction de la durée de vie des installations : aspects stochaPrédiction de la durée de vie des installations : aspects stochastiquesstiques

3535

Merci de votre attentionMerci de votre attention

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