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Dans ce manuscrit nous définissons un modèle dynamique à temps discret pour une tour de refroidissement. En partant du modèle physique du système et sur la base des phénomènes d’accumulation de chaleur le caractérisant, aussi des entrées perturbatrices, une structure de type Takagi-Sugeno a été adoptée pour décrire la dynamique et les non linéarités du système étudié. L’identification des paramètres du modèle se fait par l’algorithme de Gustafson Kessel sur les données réelles issues du système. Les résultats de la validation montrent la capacité du modèle à prédire l’évolution de la température et celle de l’humidité relative avec une bonne précision.

La R.D. Congo possède l’un de taux de desserte en électricité le plus faible au monde (moins de 1 % en zones rurales) malgré son important potentiel hydroélectrique estimé à 100.000 MW. Pour accroitre le taux de desserte en électricité en construisant des microcentrales hydroélectrique, il est impérieux d’utiliser une technologie simple, fiable, robuste et peu coûteuse. La turbine à vis d’Archimède apparait comme une solution appropriée à ces exigences. Nous avons ainsi conçu et fabriqué localement (à Lubumbashi) un banc d’essai d’une turbine à vis d’Archimède possédant seulement deux hélices et des pas larges (β = 30° et β = 45°). L’objectif étant de simplifier la fabrication et réduire la quantité d’acier utilisé pour la vis par rapport aux vis utilisées en Europe et aux U.S.A. Le banc d’essais nous a permis d’obtenir six configurations combinant la pente de la vis (α = 22,5°, 30° et 37,5°) et les pas. La combinaison la plus optimale est la configuration de la vis inclinée de α = 22,5° par rapport à l’horizontale et dont l’hélice est orientée de β = 45° sur le moyeu (p45H22).En second lieu, vient la configuration de la vis inclinée de α = 30° et dont l’hélice est orientée de β = 45° sur le moyeu (p45H30). Ces deux configurations ont respectivement un rendement à débit nominal de 89 et 86 %./D.R. Congo has an electricity service rate that ranks as the lowest in the world (less than 1% in rural areas) despite its large hydroelectric potential estimated at 100,000 MW. To increase the rate of access to electricity by constructing small hydropower plant, it is imperative to use simple technology, reliable, robust and inexpensive. The Archimedean screw turbine appears to be an appropriate solution to these requirements. We have designed and manufactured locally (in Lubumbashi) a test bench for Archimedean’s screw turbines having two blades only and a large pitch p function of β ( β = 30 ° and β = 45 °, β being the orientation angle of the blade on the screw cylinder). The goal is to simplify manufacturing and reduce the amount of steel used for the screw relative to the screws used in Europe or in USA. The test bench has allowed the experiments with six configurations combining the slope of the screw (α = 22.5 °, 30 ° and 37.5 °) and the pitch p (with varying rotation speed). The optimal combination appeared to be the configuration of the screw inclined at α = 22.5 ° relative to the horizon and with an helix β = 45 ° on the cylinder of the screw. The second best configuration has an inclined screw α = 30 ° and the helix which is oriented β = 45 °. These two configurations each have a global efficiency of 89% and 86%, respectively., Doctorat en Sciences de l'ingénieur, info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’objectif de cette thèse est de mener une étude expérimentale d’une turbine Banki-Michell pouvant fonctionner dans les conditions hydrologiques des petites rivières du Burundi et d’en tirer des lois de dimensionnement de ce type de turbine et pour ses applications. Pour cela, une campagne de mesures de débit a été réalisée de janvier à décembre 2017 sur la rivière Mwogere au Burundi en utilisant la méthode des points réduits. Les résultats ont montré que le débit de la rivière Mwogere varie en fonction des saisons. Le débit est plus élevé pendant la saison des pluies et plus petit pendant la saison sèche. Le débit nominal obtenu est de 1,18 m3/s. Au laboratoire hydraulique de ULB-ATM, un banc d’essais de la turbine Banki-Michell a été installé et des essais de performance de cette turbine ont été réalisés. Les résultats obtenus montrent que la turbine Banki-Michell est peu sensible aux variations de débit au cours de son fonctionnement. Le rendement varie entre 40 et 60% pour une plage de débit variant entre 15 et 20% du débit nominal. Au-delà de 20% du débit nominal, le rendement de la turbine se situe entre 70 et 74%. Pour une turbine Banki-Michell fonctionnant avec une ouverture de la vanne statorique inférieure à 50%, la turbine est susceptible de présenter le phénomène de cavitation dans l’injecteur, entre le corps de l’injecteur et le siège de la vanne. Une étude avec simulations numériques a été réalisée avec l’outil de simulations ANSYS-WORKBENCH et les résultats montrent que ce phénomène apparait pour une ouverture de la vanne inférieure ou égale à 30% quand la turbine fonctionne à 5,0 m de hauteur chute. Pour un fonctionnement avec une hauteur de chute de 20,0 m, le phénomène de cavitation apparaît à 40% et moins d’ouverture de la vanne statorique. Dans le but d’étudier le potentiel hydroélectrique du site de Ryamukona et des applications de la turbine Banki-Michell au Burundi en général, un calcul de dimensionnement d’une turbine adéquate pour le site Ryamukona a été fait. Les résultats donnent une puissance potentielle de la turbine de 83,3 kW. On remarque que la charge électrique pour le site de Ryamukona est principalement constituée par l’éclairage des ménages qui occupe 56% de toute la charge électrique., The goal of this PhD thesis is about to conduct an experimental study of Banki-Michell turbine that can operate in the real hydrological conditions of small rivers in Burundi and then conclude on the design laws for such turbine and for such applications.In that way, a flow measurement was carried out from january to december 2017 on the Mwogere River in Burundi. The results showed that the discharge of the Mwogere River varied in seasonal way. The flow rate is higher during the rainy period and smaller during the dry season. The measured nominal discharge is about 1.18 m3/s.In the hydraulic laboratory of ULB-ATM, a Banki-Michell test-bench was installed and the turbine was tested for performance. The results showed that the turbine still lower sensitive to flow variations during its operation. The efficiency of the turbine varies between 40 and 60% for a flow range varying between 15 and 20% of the nominal flow rate. Above the 20% of the nominal flow rate, the efficiency of the turbine is between 70 and 74%. When Banki-Michell is operating, the cavitation phenomena could occur in the injector when the valve openings are lower than 50%. Numerical study was then done with the ANSYS-WORKBENCH and the results showed that the cavitation is occurring when the turbine operates at 5.0 m height for valve opening is lower or equal to 30%. In the case that the turbine is operating at 20.0 m height, the cavitation occurs at 40% and less of the valve opening. At the end, an assessment of the hydroelectric potential of the Ryamukona site was done in order to define the real geometry of a Banki-Michell turbine which could operate in the real hydrological conditions of the Mwogere River. Calculations gave a potential power required of the site of 83.3 kW. It was noted from the scheduled load of the Ryamukona site, that the major part of the electrical load is consumed by lighting the households, with 56% of the total scheduled load., Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie, info:eu-repo/semantics/nonPublished