Prévenir la formation de fissures dans les ventilateurs des mines souterraines

Dans les mines souterraines, de grands ventilateurs axiaux servent à faire circuler l’air. En tournant rapidement, leurs pales subissent de fortes contraintes mécaniques qui peuvent provoquer de petites fissures, lesquelles s’agrandissent avec le temps et risquent de causer des bris. 

Avec son projet de doctorat en ingénierie à l’École de génie, Mariem Ben Hassen a cherché à rendre ces pales plus durables en comprenant comment et pourquoi elles se fissurent, puis en trouvant des moyens de mieux prédire et limiter celles-ci. Pour ce faire, elle a développé une méthode combinant calculs mécaniques et simulations aérodynamiques pour identifier les zones les plus fragiles et simuler la propagation des fissures. 

Cette approche a été validée par des mesures expérimentales, confirmant sa fiabilité. Les analyses montrent que les forces centrifuges, dues à la rotation rapide des pales, sont la principale cause de fissures, tandis que les forces aérodynamiques, liées au déplacement de l’air, jouent un rôle plus limité. Les variations de pression lors des décrochages, lorsque le flux d’air devient irrégulier, ont un effet faible sur la formation des fissures. L’approche a permis de prédire la durée de vie des pales dans différentes conditions de fonctionnement et ouvre la voie à la conception de pales plus solides et durables. De plus, en combinant simulations informatiques et mesures expérimentales, la doctorante a pu exploiter le potentiel qu’offre la prédiction intelligente pour prévoir où apparaîtront les fissures et combien de temps les pales pourront fonctionner. 

Mariem Ben Hassen a soutenu sa thèse intitulée « Amélioration de la résistance en fatigue des pales d’un ventilateur minier axial par une approche multicritère » le 14 novembre dernier. Ces travaux ont été dirigés par Hatem Mrad, professeur titulaire à l’École de génie et titulaire de la Chaire de recherche stratégique en instrumentation 4.0 pour une prédiction intelligente des défaillances mécaniques dans les procédés miniers. Le programme de doctorat en ingénierie de l’UQAC est offert en extension par l’UQAT en vertu d'une entente. 

Nous souhaitons également souligner la récente nomination de Mariem Ben Hassen comme professeure à l’École de génie de l’UQAT. Avec une expertise en mécanique, elle s’intéresse particulièrement à l’endommagement des structures, à la prédiction de l’apparition des fissures et à l’estimation de la durée de vie des équipements industriels. Elle détient un doctorat en génie mécanique de l’UQAT, une maîtrise en mécanique et ingénierie des systèmes obtenue conjointement à l’École Nationale d’Ingénieurs de Sousse (Tunisie) et à l’École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (France) ainsi qu’un baccalauréat en génie mécatronique de l’École Nationale d’Ingénieurs de Sousse. 

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