Implicit FEM and Fluid Coupling on GPU for Interactive Multiphysics Simulation

International audienceWe present a method to implement on the GPU an implicit FEM solver which is fast and stable enough to handle interactions and collisions. We combine this method with GPU-based fluids and collision detection to achieve interactive multiphysics simulations entirely running on the GPU

Étude des mécanismes de formation et du comportement des dépôts au pourtour de cellules d’électrolyse d’aluminium

Le Canada est un joueur majeur dans l’industrie de l’aluminium. Pour demeurer compétitif mondialement, le coût de production de l’aluminium doit constamment être réduit. Les cellules d’électrolyse requièrent une grande quantité d’énergie (~13 kWh/kg) pour produire l’aluminium. De plus, l’efficacité du procédé Hall-Héroult est diminuée par la présence de dépôts à l’interface entre l’aluminium et le bloc cathodique. Ces dépôts causent une restriction pour le passage du courant engendrant une augmentation de la perte de potentiel. Les dépôts à la surface du bloc cathodique se divisent en différentes catégories. Il y a le pied de talus qui est situé sous le talus et sur le bloc cathodique. La partie du pied de talus près de la paroi de la cellule d’électrolyse possède une composition chimique similaire au talus. La partie à l’extrémité du pied de talus possède un ratio de cryolite plus élevé que le talus et elle est davantage sursaturée en alumine. L’extrémité du pied de talus peut atteindre jusqu’à 85 % d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3]. Le pied de talus se forme par les pertes de chaleur situées au niveau de la paroi et au fond de la cellule. Il prend de l’expansion lorsque la température locale est inférieure à la température de solidification de la phase Na[indice inférieur 3]AlF[indice inférieur 6] (944 °C à un ratio de cryolite de 2,5). Le ratio de cryolite de l’extrémité du pied de talus augmente puisqu’il y a migration des cations Na[indice supérieur +] vers la cathode. La boue est composée d’un mélange d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] solide en suspension dans le bain électrolytique liquide. Elle est située, en général, au centre de la cellule d’électrolyse et sur le bloc cathodique. De plus, un film de bain sursaturé en alumine peut se retrouver entre le pied de talus et la boue au centre. Le ratio de cryolite de la boue se situe entre 2,2 et 2,5 et la concentration d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] varie entre 20 % et 50 %. La température de solidification de la phase Na[indice inférieur 3]AlF[indice inférieur 6] est fortement influencée par l’excès d’AlF[indice inférieur 3] et par la concentration en CaF[indice inférieur 2]. De plus, il y a présence d’une fraction liquide dans les dépôts dès 730 °C compte tenu de la présence de Na[indice inférieur 5]Al[indice inférieur 3]F[indice inférieur 14], Na[indice inférieur 2]Ca[indice inférieur 3]Al[indice inférieur 2]F[indice inférieur 14] et NaCaAlF[indice inférieur 6]. La fraction liquide augmente lorsque le ratio de cryolite diminue. Il y a évaporation de bain acide à partir d’environ 730 °C. Les dépôts dans la cellule d’électrolyse sont donc à l’état solide-liquide dès que la température atteint environ 730 °C

Modélisation numérique, caractérisation et validation expérimentale du transfert thermique au-dessus de cellules d'électrolyse d’aluminium

La production d’aluminium primaire par le procédé d’électrolyse est améliorée continuellement afin d'atteindre une meilleure efficacité énergétique et un meilleur bilan environnemental, tout en augmentant la production. Cette augmentation se fait en améliorant la conception des cellules d’électrolyse d’aluminium et en intensifiant le courant alimentant les technologies existantes. Pour donner un ordre de grandeur, la production d’aluminium au Canada nécessitait environ 42 500 GWh d’électricité en 2017, soit environ 24 % de la production totale d’hydroélectricité du Québec pour produire 3.2 millions de tonnes. Dans la salle d’électrolyse, un puissant courant électrique situé entre 200 kA et 600 kA, selon la technologie, traverse chacune des cellules d’électrolyse en série pour alimenter la réaction électrochimique. L’énergie générée par effet Joule est dissipée par les différentes composantes de la cellule d’électrolyse. Dans le cadre de cette thèse, le comportement thermique de la cellule d’électrolyse est prédit par la modélisation numérique des phénomènes de transfert thermique et de conduction électrique, avec une emphase particulière sur les composantes supérieures. La prédiction est améliorée par la caractérisation des propriétés thermochimiques de matériaux et la validation expérimentale effectuée sur des cellules d’électrolyse industrielles. Le recouvrement anodique est composé par deux éléments distincts : 1) le matériau de recouvrement anodique poudreux (ACM) et 2) la croûte d’anode qui est générée par la réaction entre l’ACM et le bain électrolytique à l’état liquide ou vapeur. La quantification des phases cristallines a démontré les gradients verticaux de Na5Al3F14, Na3AlF6, Na2Ca3Al2F14 et Al2O3 dans la croûte d’anode, engendrés par la pénétration de bain liquide et de vapeur (NaAlF4). Selon les analyses thermochimiques, l’ACM se transforme en croûte d’anode dans la plage de température variant entre 685 °C et 710 °C, tandis que la croûte se détériore à une température d’approximativement 935 °C pour former une cavité dans la cellule d’électrolyse. Les propriétés thermiques complètes (α, k, cp, ρ, enthalpie et ε) ont été déterminées expérimentalement. La géométrie servant à représenter le recouvrement anodique a été améliorée par des mesures de profils de l’ACM et de la croûte d’anode. La modélisation thermique-électrique en régime permanent a été améliorée en programmant un algorithme de prédiction de l’emplacement de la cavité et en intégrant un module de rayonnement thermique. L’augmentation de l’épaisseur du recouvrement anodique engendre une diminution de la dissipation thermique par le haut et une augmentation de celle par le côté, causant la fonte du talus sur les parois latérales. À partir des simulations, une corrélation numérique a été établie pour diagnostiquer des cellules d’électrolyse présentant une dissipation thermique atypique ou problématique. Une nouvelle stratégie de modélisation transitoire a été développée pour résoudre deux problèmes comprenant des variations géométriques temporelles. Pour la première fois, l’évolution thermique et électrique d’un ensemble anodique durant toute sa durée de vie a été prédite et validée par des anodes instrumentées placées dans des cellules d’électrolyse industrielles. De plus, le modèle transitoire démontre que l’augmentation temporaire de l’énergie générée, en augmentant le potentiel électrique d’opération, engendre la détérioration irréversible du recouvrement anodique et génère un nouvel équilibre thermique caractérisé par une dissipation latérale plus importante

La transparence, de pierre angulaire à pierre d'achoppement des controverses médiatiques

International audienceFollowing previous researches on organizational communication, public relations and the issue of public opinion, this work explores the role of "transparency" in media controversies-polemics-especially in the context of pesticides and GMOs. In a changing media environment, this study focuses on institutions in charge of risk assessment and questions the scope and limitations of transparency's implementations for these actors. Through the "Séralini Case", the article explores the difficult application of transparency to different semiotic levels and for different actors. These limits change transparency from a cornerstone of scientific controversy, into a stumbling stone of the polemic in the media and the public sphere.En lien avec les travaux sur la communication des organisations, les relations publiques et la question de l'opinion, ce travail explore le rôle de la transparence dans les controverses médiatiques-les polémiques-en particulier dans le cadre des controverses autour des pesticides et des OGM. L'étude, en s'inscrivant dans le cadre d'un environnement médiatique changeant, prend pour terrain les institutions en charge de l'évaluation scientifique du risque et interroge la portée et les limites de la mise en oeuvre de la notion de transparence par ces acteurs. Au travers de l'« Affaire Séralini », l'article explore la difficile mise en application de la transparence à différents niveaux sémiotiques et pour différents acteurs. Ces limites font de la transparence, pierre angulaire de la controverse scientifique, la pierre d'achoppement de la polémique au sein de la sphère publique et médiatique

Présentation

Dans le cadre du programme pilote « Calypso » (Collaborative Analysis and Exposure of Disinformation [2021-2022]), financé par l’appel de la DG Connect/2020/5464403 de la Commission européenne dont l’enjeu est de « soutenir les produits d’information de haute qualité et lutter contre les fausses informations », un collectif de chercheur·es et d’étudiant·es s’est employé à recenser les outils de fact-checking, ainsi que leurs usages et acceptions. L’article rend compte d’une partie de la rech..

Thierry Libaert, Jean-Marie Pierlot, Les Nouvelles Luttes sociales et environnementales. Notre-Dame-des-Landes, droit au logement, gaz de schiste, expérimentation animale…

L’ouvrage de Thierry Libaert et Jean-Marie Pierlot s’annonce comme un manuel de combat à l’usage de tous ceux qui souhaitent s’engager dans une stratégie de résistance et de lutte sur des sujets environnementaux, sanitaires, alimentaires ou bien contre des projets d’implantations (centrales électriques, zones d’expérimentation, sites de stockage de déchets nucléaires, etc.). En s’appuyant sur des exemples anciens et récents, de la résistance au plateau du Larzac aux campagnes contre l’huile d..

Grimage: markerless 3D interactions

International audienceGrimage glues multi-camera 3D modeling, physical simulation and parallel execution for a new immersive experience. Put your hands or any object into the interaction space. It is instantaneously modeled in 3D and injected into a virtual world populated with solid and soft objects. Push them, catch them and squeeze them

A low-cost, wireless, 3-D-printed custom armband for sEMG hand gesture recognition

Wearable technology can be employed to elevate the abilities of humans to perform demanding and complex tasks more efficiently. Armbands capable of surface electromyography (sEMG) are attractive and noninvasive devices from which human intent can be derived by leveraging machine learning. However, the sEMG acquisition systems currently available tend to be prohibitively costly for personal use or sacrifice wearability or signal quality to be more affordable. This work introduces the 3DC Armband designed by the Biomedical Microsystems Laboratory in Laval University; a wireless, 10-channel, 1000 sps, dry-electrode, low-cost ( 150 USD) myoelectric armband that also includes a 9-axis inertial measurement unit. The proposed system is compared with the Myo Armband by Thalmic Labs, one of the most popular sEMG acquisition systems. The comparison is made by employing a new offline dataset featuring 22 able-bodied participants performing eleven hand/wrist gestures while wearing the two armbands simultaneously. The 3DC Armband systematically and significantly (p < 0.05) outperforms the Myo Armband, with three different classifiers employing three different input modalities when using ten seconds or more of training data per gesture. This new dataset, alongside the source code, Altium project and 3-D models are made readily available for download within a Github repository

Measuring the dynamic shear modulus of poroelastic foams in the audible frequency range

International audienceThe prediction of acoustical properties of multilayered systems including poroelastic layers using the full Biot theory is in principle possible but in practice limited by the absence of material data. One of the parameters that is difficult to measure is the dynamic rigidity of the porous frame. Current experimental methods are limited to the lower part of the audible frequency range 1 (typically below 400 Hz) and require special shapes of the sample (cube, cylindrical rod or very thin samples). Since most sound absorbing plastic foams are viscoelastic, the elastic moduli may vary strongly with frequency, a measuring technique in the full audible frequency range is needed. Recently 2 a new method for the measurement of the dynamic shear modulus of the frame of poroelastic foams in the medium and high audible frequency range (1 to 4 kHz) has been presented This method is based on the measurement of the velocity and the damping of a Rayleigh-type surface wave on sample with thickness larger than the Rayleigh wave penetration depth. The Rayleigh wave was excited through direct mechanical excitation of the frame or the porous material and detected using a laser-doppler vibrometer. The velocity of this wave is closely related to the shear velocity, which is directly linked to the shear modulus. The damping of the Rayleigh wave can be used to determine the imaginary part of the shear modulus.In this work a first attempt is made to measure the dynamic shear modulus on a layer of finite thickness. In this way there is no requirement whatsoever concerning the shape of the sample under investigation