Modélisation et simulation du comportement dynamique de turbines hydroélectriques

Les producteurs de turbines hydroélectriques optimisent sans cesse leurs équipements pour des raisons concurrentiels, économiques et environnementales. C’est le cas des turbines hydroélectrique qui sont poussé à la limite de leur spécification pour répondre aux besoins du marché. Cette réalité augmente considérablement les risques de défaillance des composantes de la turbine. Estimer le niveau de dommage, l’usure et l’espérance de vie résiduelle des turbines devient donc un aspect essentiel à obtenir. C’est pourquoi une entreprise comme Andritz Hydro Ltée compile depuis plusieurs années des données sur le comportement dynamique et statique de ses turbines hydroélectriques. Ces données
procurent une source utile d’informations permettant d’étudier le comportement réel d’une turbine. L’un des désavantages avec l’acquisition de données, c’est que celles-ci sont recueillies sur une courte période de temps car l’instrumentation est confrontée à des conditions extrêmes. L’étude de fatigue du comportement réel à long terme devient donc difficile à estimer car l’enregistrement n’est limité qu’aux cycles de fatigue observés malgré le fait que d’autres cycles de grandes amplitudes sont forcément possibles.
Présentement, les différents partenaires industriels ne disposent pas de modèles permettant d’estimer adéquate le comportement en fatigue des signaux lorsque ceux-ci sont enregistrés sur une courte période. Le projet proposé pour se stage aura pour objectif de produire un outil de traitement de signal permettant de répondre à ce besoin. Les techniques basées sur la théorie des valeurs extrêmes et les outils cyclostationnaires jumelés à un modèle stochastique seront les outils privilégiés. Ainsi, il sera possible de déterminer l’impact en fatigue relié à des conditions d’opération mesurées. Par ailleurs, le produit proposé durant le stage permettra également d’analyser et de traiter des signaux vibratoires issus de machines tournantes. Par exemple, il pourrait être possible de caractériser certains phénomènes périodiques présents dans les signaux mesurés. En résumé, le stage aura pour objectif d’améliorer leur capacité de prédiction et de compréhension du comportement dynamique des turbines à diverses conditions d’opération à l’aide d’un outil de programmation.

Faculty Supervisor:

Dr. Souheil – Antoine Tahan

Student:

Marc Poirier

Partner:

Discipline:

Engineering - mechanical

Sector:

Construction and infrastructure

University:

École de technologie supérieure

Program: