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Fatigue des joints soudés par friction-malaxage dans les tabliers de ponts en aluminium d’alliage AA6061-T6
Get PDFAu Canada, les ponts sont conçus pour une durée de vie de 75 ans. L’élément subissant le plus de dégradation et nécessitant le plus d’entretien est le tablier, car il est exposé aux éléments agressifs comme le passage des véhicules et camions, les intempéries, les sels de déglaçage et les variations de température. L’aluminium est un matériel très peu utilisé en ingénierie civile pour la réfection ou la construction des tabliers de pont en raison des connaissances peu développées, mais aussi à cause du manque d’expérience pratique dans ce domaine. Dans la plupart des projets de conception de ponts, l’aluminium n’est pas le matériau du premier choix à cause du coût de construction élevée par rapport à une dalle de béton, pourtant, il possède de nombreuses propriétés avantageuses autant structurales qu’environnementales comparativement aux matériaux conventionnels couramment utilisés tels l’acier et le béton. De plus, sa capacité à être extrudé selon diverses formes permet d’avoir des profilés plus optimisés selon l’usage voulu. Les structures réalisées en béton ou en acier nécessitent des coûts d’entretien importants et récurrents afin de pérenniser l’ouvrage. Un platelage en aluminium serait une alternative durable, économique, plus légère et écologique sur le long terme pour la réhabilitation ou la construction de nouveaux tabliers. En effet, cela permettra une réduction des coûts d’entretiens, une facilité de mise en place lors de la construction et ainsi qu’un gain de longévité. Il existe plusieurs méthodes d’assemblage efficaces pour l’aluminium tels les joints mécaniques, les adhésifs structuraux et le soudage. Le soudage par fusion est bien connu, mais le soudage par friction-malaxage (SFM) est mieux adapté pour l’assemblage de profilés épais sur de grandes longueurs. C’est un type de soudage qui permet d’assembler les pièces à l’état solide sans que ces dernières n’atteignent leur point de fusion. C’est un procédé mécanisé et automatisé qui permet d’obtenir de meilleures propriétés mécaniques que le procédé de soudage conventionnel par fusion. Il existe deux variantes de soudage par friction malaxage dont le soudage par friction malaxage standard et celui avec le pion à double épaulement. C’est une technologie beaucoup plus utilisée dans les domaines de l’aéronautique, de l’aérospatial et de l’automobile que dans le domaine du génie civil. En effet, les normes actuelles ne traitent pas des règles de conception ni du comportement en fatigue des joints assemblés par ce procédé. Il existe des normes et règlements sur l’aspect qualitatif des joints comme la norme ISO 25239 et la norme AWS D17.3. Les normes de conception existantes sont celles du soudage par fusion. Néanmoins, plusieurs études sur la fatigue portent sur le soudage par friction malaxage standard et démontrent de meilleurs résultats par rapport au soudage conventionnel par fusion. Pour le soudage par friction-malaxage avec le pion à double épaulement, il y a très peu d’études qui portent sur le comportement en fatigue des joints assemblés par cette méthode. De ce fait, l’objectif principal de cette étude est de démontrer que les joints soudés à l’aide du pion à double épaulement donnent des résultats en fatigue supérieurs à ceux du soudage conventionnel et de pouvoir établir une courbe de fatigue qui pourrait servir de lignes directrices pour la mise en oeuvre du SFM dans les codes de conception du génie civil. La méthodologie est basée sur les normes qualificatives en vigueur afin de valider et d’optimiser les paramètres de soudage qui permettront d’obtenir des soudures sans défaut. L’optimisation des paramètres est une étape importante, car elle permet d’éviter des défauts qui affectent le comportement en fatigue. De ce fait, plusieurs essais qualificatifs ont été réalisés, dont les analyses par ultrasons, des essais de pliage, des essais de traction, et des analyses métallographiques. Dans le cadre de ce travail, il été question de souder une longue extrusion avec des paramètres optimisés au préalable et d’extraire des échantillons pour l’évaluation des propriétés mécaniques. De ce fait, une extrusion de 3,3 m (10 pieds) d’alliage AA6061-T6 d’épaisseur 8 mm a été soudée avec des paramètres optimisés (850 rpm et 650 mm/min). Des gains de propriétés mécaniques en traction et en fatigue ont pu être obtenus. Les essais de fatigue ont été réalisés pour des amplitudes de contraintes comprises entre 100 MPa et 150MPa pour des cycles visés de 500 000 à 25 000 000 de cycles qui correspond approximativement à une durée de vie de 75 ans.
In Canada, bridges are designed to last 75 years. The element that suffers the most degradation and requires the most maintenance is the deck, as it is exposed to aggressive elements such as vehicle and truck traffic, weather, de-icing salts and temperature variations. Aluminum is a material that is rarely used in civil engineering for bridge deck refurbishment or construction, due to a lack of knowledge and practical experience in this field. In most bridge design projects, aluminum is not the material of first choice because of its high construction cost compared with a concrete slab, yet it has many advantageous properties, both structural and environmental, compared with conventional materials such as steel and concrete. What's more, its ability to be extruded into a variety of shapes means that profiles can be optimized to suit the intended use. Structures made of concrete or steel require significant and recurring maintenance costs to ensure the longevity of the structure. Aluminum decking would be a sustainable, economical, lighter and more environmentally friendly alternative for the long term, whether for refurbishment or new construction. This would reduce maintenance costs, make it easier to install during construction, and save time. There are several effective joining methods for aluminum, such as mechanical joints, structural adhesives and welding. Fusion welding is well known, but friction stir welding (FSW) is better suited to joining thick sections over long lengths. This type of welding enables parts to be joined in a solid state without reaching their melting point. It's a mechanized, automated process that delivers better mechanical properties than conventional fusion welding. Friction stir welding comes in two variants: standard friction stir welding and double-shouldered pin welding. This technology is much more widely used in the aerospace and automotive industries than in civil engineering. Indeed, current standards do not address the design rules or fatigue behaviour of joints assembled using this process. There are standards and regulations on the qualitative aspect of joints, such as ISO 25239 and AWS D17.3 The existing design standards are those for fusion welding. Nevertheless, several fatigue studies have been carried out on standard friction stir welding, demonstrating better results than conventional fusion welding. In the case of friction stir welding using the double-shouldered stud, very few studies have been carried out on the fatigue behaviour of joints assembled using this method. As a result, the main objective of this study is to demonstrate that joints welded using the double-shouldered stud give fatigue results superior to those of conventional welding, and to be able to establish a fatigue curve that could serve as a guideline for the implementation of FSW in civil engineering design codes. The methodology is based on current qualification standards, in order to validate and optimize the welding parameters required to obtain defect-free welds. Parameter optimization is an important step, as it helps avoid defects that affect fatigue behaviour. For this reason, several qualifying tests were carried out, including ultrasonic analysis, bending tests, tensile tests and metallographic analysis. This work involved welding a long extrusion with previously optimized parameters and extracting samples for mechanical property evaluation. A 3.3 m (10 ft) extrusion of 8 mm thick AA6061-T6 alloy was welded using optimized parameters (850 rpm and 650 mm/min). Improvements in both tensile and fatigue mechanical properties were achieved. Fatigue tests were carried out at stress amplitudes ranging from 100 MPa to 150MPa for target cycles of 500,000 to 25,000,000 cycles, corresponding to a service life of approximately 75 years
Life cycle assessment of oat flake production with two end-of-life options for agro-industrial residue management
Get PDFCanada is one of the world’s largest producers of oat (Avena sativa L.) grains and their derivatives, such as oat flakes. During oat flake production, considerable amounts of residue are generated, which constitutes a major issue for producers. We applied life cycle assessment (LCA): (1) to quantify the environmental impacts of oat flakes production in northeastern Canada and (2) to compare two agro-industrial symbiosis scenarios applied to agricultural residues (transformation of residues into feed for farm animals vs. composting). LCA results indicated that the environmental impacts of oat flake production are largely dominated by the production and use of synthetic fertilisers (contributing to at least 50% of the impact of each evaluated category). Regarding end-of-life scenarios, an environmental advantage is observed for the scenario of residue transformation into animal feed in the provinces of Quebec and Manitoba. However, this recommendation may change depending on the electricity mix used and the assumptions made for the avoided products. The choice of industrial symbiosis chains must take into consideration the economic characteristics of the region where they will be implemented and the methodological parameters that can influence the decision-making process
Modeling and Predicting the Mechanical Behavior of Standard Insulating Kraft Paper Used in Power Transformers under Thermal Aging
Get PDFThe aim of this research is to predict the mechanical properties along with the behaviors of standard insulating paper used in power transformers under thermal aging. This is conducted by applying an artificial neural network (ANN) trained with a multiple regression model and a particle swarm optimization (MR-PSO) model. The aging of the paper insulation is monitored directly by the tensile strength and the degree of polymerization of the solid insulation and indirectly by chemical markers using 2-furfuraldehyde compound content in oil (2-FAL). A mathematical model is then developed to simulate the mechanical properties (degree of polymerization (DPV) and tensile index (Tidx)) of the aged insulation paper. First, the datasets obtained from experimental results are used to create the MR model, and then the optimizer method PSO is used to optimize its coefficients in order to improve the MR model. Then, an ANN method is trained using the MR-PSO to create a nonlinear correlation between the DPV and the time, temperature, and 2-FAL values. The acquired results are assessed and compared with the experimental data. The model presents almost the same behavior. In particular, it has the capability to accurately simulate the nonlinear property behavior of insulation under thermal aging with an acceptable margin of error. Since the life expectancy of power transformers is directly related to that of the insulating paper, the proposed model can be useful to maintenance planners
Valorisation phytochimique et biologique des extractibles de bois de pin blanc
Get PDFComme le montre le contexte sanitaire actuel, il existe encore un fort besoin de découverte de nouveaux médicaments pouvant agir sur un éventail de pathologies. Dans cette perspective, il faut admettre que les plantes demeurent une source privilégiée de composés bioactifs utiles. En effet, il est estimé que plus de 60 % des médicaments sont d’origine naturelle (produits naturels, dérivés de produits naturels, imitation synthétique de produits naturels, produits biologiques ou directement à base de plantes). La nature représente donc une source importante de composés bioactifs, et il existe toujours une grande proportion de plantes qui n’ont pas été étudiées et encore moins valorisées. À ce titre, la forêt boréale représente une banque potentielle de produits naturels pouvant faire l’objet de nouvelles voies de valorisation fine. Le pin blanc (Pinus strobus), qui est le plus grand conifère de l’est du Canada, démontre un intérêt en raison de l’activité antifongique qui le caractérise. À ce jour, peu d’études ont été réalisées sur ce dernier, bien qu’il soit utilisé depuis longtemps dans la médecine traditionnelle des Premières Nations pour le traitement de la douleur, des infections et de l’inflammation. C’est dans cette optique que ce projet de recherche s’est penché sur l’activité biologique des extractibles de bois de pin blanc, l’identification des composés responsables des activités ciblées ainsi que la caractérisation structurale de ces derniers. Le fractionnement bioguidé de l’extrait éthanolique a permis l’obtention de six fractions enrichies en composés polyphénoliques, dont deux fractions se démarquaient par leur activité antifongique, antioxydante et anti-inflammatoire. Les étapes de séparation subséquentes ont mené à l’identification de seize composés purs, soit le monométhyléther de pinosylvine, la pinocembrine, la 3-acétoxy-5, 7-dihydroxy-6-méthyl-flavanone, la cryptostrobine, la 3,5,7-trihydroxy-6-méthyl-flavanone, la tectochrysine, le monométhyléther de dihydropinosylvine, la chrysine, la 3-acétate pinobanksine, l’acide 7-oxo-dihydroabiétique, l’acide 12-hydroxyabiétique, l’ acide 7-oxo-13-isopimara-8,15-dién-18-oïque, le 1-monoglycéride d’acide pinolénique, le 1-monoglycéride d’acide linoléique, le diméthyléther de pinosylvine et la pinostrobine. Parmi les composés isolés, ce sont le monométhyléther de pinosylvine ainsi que la pinocembrine qui présentaient les meilleures activités biologiques. Respectivement, les résultats antioxydants ORAC étaient de 18 ± 1 μmol TE/μmol et de 17,3 ± 0,1 μmol TE/μmol, tandis que l’IC90 mesurée contre Candida albicans (activité antifongique) étaient de 28 ± 2 μM et de 38 ± 4 μM, pour une activité cytotoxique plutôt faible envers les cellules saines WS-1 avec des IC50 variant entre 192 μM et 200 μM. De plus, une activité anti-inflammatoire a été observée pour le monométhyléther de pinosylvine, avec une IC50 de la production d’oxyde nitrique chez RAW 264.7 de 53 ± 2 μM. Le dosage sur HPLC-DAD de ces deux composés d’intérêt au sein de l’extrait éthanolique de départ a donné des concentrations massiques sur masse sèche de 43,0 ± 0,5 mg/g pour le monométhyléther de pinosylvine et de 6,8 ± 0,2 mg/g pour la pinocembrine, suggérant que le monométhyléther de pinosylvine est le composé le plus prometteur pour le développement de produits à haute valeur ajoutée. Finalement, un essai de glycosylation a été réalisé pour améliorer l’hydrosolubilité de ce stilbène, et ainsi augmenter le nombre de voies de valorisation éventuelles. Le glucoside a été formé avec une seule étape de synthèse, sans groupements protecteurs, ce qui apporte une valeur ajoutée à ce projet de recherche
Fear of cancer recurrence among Brazilian patients with cancer: Translation and cultural adaptation of FCR4/7 and FCRI-SF measures
No full textObjective
Fear of cancer recurrence or progression (FCR) is considered one of the most common unmet needs among patients with cancer. This study sought to translate and evaluate the psychometric properties of the Fear of Cancer Recurrence scale (FCR4/7) and Fear of Cancer Recurrence Inventory-Short Form (FCRI-SF).
Methods
This study involved three phases: (1) translation and cultural adaptation of the FCR4/7 and FCRI-SF measures, (2) validity and reliability testing of the Portuguese version of these measures, and (3) examining patient's perceptions of these measures. Eligible patients were diagnosed with localized breast cancer, and patients with metastatic cancer. Descriptive analyses were collated, and psychometric analysis were conducted (confirmatory factor analysis).
Results
A total of 200 patients were recruited (100 patients with localized and 100 patients with metastatic cancer). A significant proportion of patients reported moderate to severe FCR (FCR7: 32.0% and FCRI-SF: 43.0%). Female gender, younger age and metastatic cancer were associated with higher levels of FCR. Psychometric analyses suggested that the Portuguese versions of the FCR4/7 and FCRI-SF were valid, unidimensional in nature, with acceptable reliability coefficients across all scales. In a sub-sample qualitative analysis (n = 75), most patients were satisfied with the relevance of both measures.
Conclusion
Our findings suggest the Portuguese versions of the FCR4/7 and FCRI-SF are valid tools to assess FCR among patients with localized and metastatic cancer. Future research can now extend our understanding of FCR and assess this construct among Portuguese speaking patients, to guide the development of effective and targeted interventions for patients globally
Processus migratoire
Get PDFLe processus migratoire fait référence au dynamisme et aux particularités de l’enchainement de situations rencontrées par une personne ou un groupe. Les phénomènes et les expériences s’entrecroisent ou se chevauchent depuis le moment où les personnes entament les démarches pour quitter leur lieu d’origine jusqu’au moment de leur installation et finalement, leur inclusion dans la société d’accueil. On y associe trois étapes (prémigratoire, migratoire et postmigratoire), mais il n’y a pas de linéarité ni de durée de temps déterminé, à raison du dynamisme des situations. Cette entrée fait suite à « Migration » (2017) et approfondit cette notion en abordant ce qui constitue l’expérience de migration dans la variabilité des expériences, mais aussi ce qui les regroupe
Prebreakdown and Breakdown Behaviour of Low Pour Point Dielectric Liquids Under Negative Lightning Impulse Voltage
Get PDFIn this article, some investigations on the prebreakdown and breakdown phenomena of low pour point insulating liquids under negative lightning impulse (LI) voltage are reported. The tested liquids include mineral oil (MO), a typical synthetic ester (TSE), and two low-pour point synthetic esters. These liquids underwent accelerated thermal aging. The nonaged and aged samples were subjected to LIs using a point-plane electrode arrangement. The discussions are focused on the initiation of partial discharges, propagation of streamers, and breakdown behavior in the nonaged and aged liquids. The investigated parameters include inception voltage, LI breakdown voltage, streamer acceleration voltage, and streamer velocity. The results are supported by the oscillographs of the light activity that is recorded during the discharge process. The prebreakdown phenomenon noticed in the TSE vis-à-vis mineral insulating oil is in line with the existing literature. Importantly, it is noticed that the inception and breakdown voltages of the nonaged low pour point synthetic esters are similar to nonaged MO. In addition, the inception and breakdown voltages of the aged low pour point synthetic esters are noticed to be higher than that of the aged MO. These results add to the arguments in favor of replacing MOs in power transformers
Limited evidence for species‐specific sensitivity of temperature‐dependent fractionation of oxygen stable isotope in biominerals : A meta‐analysis
Get PDFWater temperature is key to the study of aquatic ectotherm ecology, but precise measurements of individual-based thermal experience remain difficult to validate. The stable isotope composition of oxygen in biominerals acts as a natural thermometer due to the temperature dependence of isotopic fractionation between water and mineral phases. Coefficients of published temperature-dependent fractionation equations, however, vary among taxa (the so-called ‘vital effect’) without apparent consistent predictors, implying that species-specific experimental validation may be needed before inferring temperature from biomineral oxygen isotope thermometry.
Here, we describe a meta-analysis conducted to assess the influence of biological and experimental sources of variation on the coefficients of published isotope thermometry equations.
We observed that the thermal sensitivity (equation slope) was resistant to any biological or experimental factors, while the isotopic spacing between water and biomineral (equation intercept) showed consistent variation. Experimental conditions and phylogeny were the two main sources of variation in equation coefficients, where experiment approaches influenced both equation intercepts and the fit of the linear regression.
Our results suggest that the use of common equation slopes and generalized taxa-specific equation intercepts may be appropriate under some circumstances. We additionally suggest that processes related to oxygen balance and osmoregulation may influence equation intercepts, and suggest further experimental work in this area. Finally, our observations provide ground for improvement for future design and reporting of biomineral thermometry experiments
Regional groundwater levels in crystalline aquifers: structural domains, groundwater level monitoring, and factors controlling the response time and variability
Get PDFThis thesis aims to determine the degree to which fracture networks control the response time and fluctuation of groundwater levels in regional crystalline aquifers in comparison to topography, sediment deposits, precipitation and snowmelt. In this respect, the compartmentalization of the crystalline aquifer into structural domains is necessary, in order to take into account the heterogeneity of the crystalline aquifer in relation to the different fracture networks existing in the rock mass. Field investigations were conducted in the Lanaudiere region, Quebec, Canada, where the underlying crystalline rock outcrops in several locations, allowing access to outcrops for fracture sampling. In addition, four unequipped boreholes drilled into the crystalline rock were available for fracture sampling. Typically, fracture sampling involves the collection of multiple fracture samples, which involve numerous fracture clusters. Grouping fracture samples into structural domains is generally useful for geologists, hydrogeologists, and geomechanicians as a region of fractured rocks is subdivided into sub-regions with similar behavior in terms of their hydromechanical properties. One of the commonly used methods to group fracture samples into structural domains is Mahtab and Yegulalp's method, considering the orientation of fracture clusters and ignoring several fracture parameters, such as fracture spacing, aperture, and persistence, that are important for fluid circulation in the rock mass. In this thesis, we proposed a new cluster-based similarity method that considers cluster orientation as well as the aperture, persistence and spacing. In addition, a method for compartmentalizing a given study area into structural domains using Voronoi diagrams has also been proposed. The proposed method is more suitable than the previous method for applications in hydrogeology and rock mechanics, especially for regional studies of fluid flow in the rock mass. The study of response time and variability of groundwater levels requires a groundwater level monitoring network. The inclusion of private boreholes in these monitoring networks can provide a cost-effective means of obtaining a larger data set; however, the use of these boreholes is limited by the fact that frequent pumping, in these boreholes, generates outliers in the recorded time series. In this thesis, a slope criterion is applied to identify and remove outliers from groundwater level time series from exploited private boreholes. Nevertheless, the removal of outliers creates a missing value problem, which biases the subsequent time series analysis. Thus, 14 imputation methods were used to replace missing values. The proposed approach is applied to groundwater level time series from a monitoring network of 20 boreholes in the Lanaudiere region, Quebec, Canada. The slope criterion is shown to be very effective in identifying outliers in exploited private boreholes. Among the characteristics of the missing value pattern, the gap size and gap position in the time series are the most important parameters that affect the performance of the imputation methods. Among the imputation methods tested, linear and Stineman interpolations, and Kalman filtering were the most effective. This thesis demonstrates that privately operated boreholes can be used for groundwater monitoring by removing outliers and imputing missing values. At local and regional scales, groundwater level is controlled by several factors. The most commonly studied factors are climatic, geologic and geomorphologic controls on groundwater level variability and response time, and in many cases only one controlling factor is considered in the analysis. However, many other factors can affect groundwater level variability and response time, such as the sediment deposit properties and fracture network characteristics in crystalline aquifers. In this study, a more inclusive approach is used to consider climatic, geomorphological, and fracture network parameters as potential controlling factors. A total of 18 parameters were analyzed for interrelationships as each controlling factor is described by several parameters. The study analyzed a two-year record of groundwater levels in 20 boreholes, drilled into the crystalline rock of the Canadian Shield in the Lanaudière region, Québec, Canada. Factors associated to geomorpgology and fracture network are related to groundwater level variability and its response time. Of the various parameters analyzed in each control factor, sediment thickness and local slope of the geomorphological factor, as well as average persistence and equivalent hydraulic conductivity of the fracture network factor, are most closely related to groundwater level variability and response time. However, further studies are needed to elucidate the physical processes behind certain interrelationships between fracture network parameters and groundwater level variability parameters.
Cette thèse a pour but de déterminer le degré auquel les réseaux de fractures contrôlent le temps de réponse et la fluctuation du niveau des eaux souterraines dans les aquifères cristallins régionaux par rapport à la topographie, aux dépôts de sédiments, aux précipitations et à la fonte des neiges. À cet égard, la compartimentation de l'aquifère cristallin en domaines structuraux est nécessaire, afin de prendre en compte l'hétérogénéité de l'aquifère cristallin par rapport aux différents réseaux de fractures existants dans le massif rocheux. Des investigations de terrain ont été menées dans la région de Lanaudière, Québec, Canada, où la roche cristalline sous-jacente affleure à plusieurs endroits, permettant un accès aux affleurements pour l'échantillonnage des fractures. De plus, quatre forages non équipés, forés dans la roche cristalline, étaient disponibles pour l'échantillonnage des fractures. Habituellement, l'échantillonnage de fractures comprend la collecte de plusieurs échantillons de fractures, qui impliquent de nombreux groupes de fractures. Le regroupement des échantillons de fractures en domaines structuraux est généralement utile pour les géologues, les hydrogéologues et les géomécaniciens dans la mesure où une région de roches fracturées est subdivisée en sous-régions ayant un comportement similaire en termes de propriétés hydromécaniques. L'une des méthodes couramment utilisées pour regrouper les échantillons de fractures en domaines structuraux est celle de Mahtab and Yegulalp, considérant l'orientation des clusters de fractures et ignorant plusieurs paramètres de fractures, tels que l'espacement, l'ouverture et la persistance des fractures, qui sont importants pour la circulation des fluides dans le massif rocheux. Dans cette thèse, nous avons proposé une nouvelle méthode de similarité basée sur les clusters qui considère l'orientation des clusters ainsi que l'ouverture, la persistance et l'espacement des clusters. En outre, une méthode pour la compartimentation d'une zone d'étude donnée en domaines structuraux au moyen de diagrammes de Voronoï a également été proposée. La méthode proposée est plus adaptée que la méthode précédente pour des applications en hydrogéologie et en mécanique des roches, notamment pour les études régionales de la circulation des fluides dans la masse rocheuse. L'étude du temps de réponse et de la variabilité du niveau des eaux souterraines nécessite un réseau de surveillance du niveau des eaux souterraines. L'inclusion de forages privés dans ces réseaux de surveillance peut fournir un moyen peu coûteux d'obtenir un ensemble plus large de données ; cependant, l'utilisation de ces forages est limitée par le fait que le pompage fréquent de ces forages génère des valeurs aberrantes dans les séries temporelles enregistrées. Dans cette thèse, un critère de pente est appliqué pour identifier et éliminer les valeurs aberrantes des séries temporelles du niveau des eaux souterraines provenant de forages privés exploités. Néanmoins, l'élimination des valeurs aberrantes crée un problème de valeurs manquantes, ce qui biaise l'analyse ultérieure des séries temporelles. Ainsi, 14 méthodes d'imputation ont été utilisées pour remplacer les valeurs manquantes. L'approche proposée est appliquée aux séries temporelles du niveau des eaux souterraines provenant d'un réseau de surveillance de 20 forages dans la région de Lanaudière, Québec, Canada. Le critère de pente s'avère très efficace pour identifier les valeurs aberrantes dans les forages privés exploités. Parmi les caractéristiques du modèle de valeurs manquantes, la taille et la position des lacunes dans la série temporelle sont les paramètres les plus importants qui affectent les performances des méthodes d'imputation. Parmi les méthodes d'imputation testées, les interpolations linéaires et de Stineman, ainsi que le filtrage de Kalman ont été les plus efficaces. La présente thèse démontre que les forages privés exploités peuvent être utilisés pour la surveillance des eaux souterraines en éliminant les valeurs aberrantes et en imputant les valeurs manquantes. À l'échelle locale et régionale, le niveau des eaux souterraines est contrôlé par plusieurs facteurs. Les facteurs les plus couramment étudiés sont les contrôles climatiques, géologiques et géomorphologiques sur la variabilité du niveau des eaux souterraines et le temps de réponse, et dans de nombreux cas, un seul facteur de contrôle est pris en compte dans l'analyse. Cependant, de nombreux autres facteurs peuvent affecter la variabilité du niveau des eaux souterraines et le temps de réponse, tels que les propriétés des dépôts de sédiments et les caractéristiques du réseau de fractures dans les aquifères cristallins. Dans cette étude, une approche plus globale est utilisée pour considérer les paramètres climatiques, géomorphologiques et du réseau de fractures comme des facteurs de contrôle potentiels. Au total, 18 paramètres ont été analysés pour déterminer les interrelations, sachant que chaque facteur de contrôle est décrit par plusieurs paramètres. L'étude a analysé un jeu de données de deux ans sur les niveaux d'eau souterraine dans 20 forages réalisés dans la roche cristalline du Bouclier canadien dans la région de Lanaudière, au Québec, Canada Les facteurs liés à la géomorphologie et au réseau de fractures sont liés à la variabilité du niveau des eaux souterraines et à son temps de réponse. Parmi les divers paramètres analysés dans chaque facteur de contrôle, l'épaisseur des sédiments et la pente locale du facteur géomorphologique, ainsi que la persistance moyenne et la conductivité hydraulique équivalente du facteur réseau de fractures, sont les plus étroitement liés à la variabilité du niveau des eaux souterraines et à son temps de réponse. Toutefois, des études complémentaires sont nécessaires pour élucider les processus physiques à l'origine de certaines interrelations entre les paramètres du réseau de fractures et les paramètres de variabilité du niveau des eaux souterraines
Quantifying the impact of scenario tree generation and reduction methods on the solution of the short-term hydroscheduling problem
Get PDFThis paper studies the properties of a stochastic optimization model for the short-term hydropower generation and reduction problem with uncertain inflows. The price of energy is not considered. The uncertainty of the inflows is represented using scenario trees. Backward reduction and neural gas methods are used to generate and reduce a full scenario tree. The objective of this work is to evaluate the impact of scenario tree generation and reduction methods on the solution of the optimization. First, statistical tests are done where the expected volume, the variance and the standard deviation of each scenario tree are calculated and compared. Second, operational tests are realized, where the scenario trees are used as input to the stochastic programming model and the value of the objective function and solution are evaluated and compared. The model are tested on a 14 forecasted days and for a 10 days rolling-horizon for two powerhouses with five turbines each located in the Saguenay-Lac-St-Jean region of the province of Québec in Canada