Conception optimisée d'un ventilateur minier Chinook afin d'améliorer son rendement énergétique

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La ventilation des mines souterraines constitue une opération critique et largement règlementée par la CSST. Les règlements portent sur les débits d'air requis dans les environnements confinés lorsque l'air ambiant est pollué par les gaz toxiques (méthane, poussière, ammoniac, etc.) issus de l'exploitation minière. L'opération de ventilation représente non seulement des coûts énergétiques assez significatifs, mais aussi un impact sur la santé auditive et respiratoire des mineurs. C'est dans ce cadre que ce projet s'insère afin d'apporter une contribution pour l'amélioration des performances de ventilateurs miniers. Ce projet fait partie d'une veille technologique commandée par l'entreprise Équipements KN qui développe et commercialise la gamme de ventilateurs miniers Chinook par l'entremise de sa division Hyperflo. Cette veille fait intervenir des consultants de première ligne (Sfot DB, Optis Ingénierie, Misa) et des spécialistes de la ventilation minière (Iamgold Mine Westwood et Mines Agnico Eagle). Ce projet a comme objectif de développer une approche de conception optimisée basée sur la modélisation paramétrique et les couplage mécano-fiabilistes. Des critères cibles aérodynamiques, de résistance et énergétiques sont ainsi pris en considération. Un modèle de ventilateur 42" instrumenté avec accessoires est disponible au sein de l'entreprise partenaire pour les essais expérimentaux de validation. L'étude proposée passe en premier lieu par une analyse préliminaire de l'impact des variables de conception, composants et accessoires sur l'efficacité du ventilateur. Ensuite, un couplage mécano-fiabiliste et des simulations par la méthode des éléments finis du modèle paramétrique seront réalisés. L'étude fiabiliste par les surfaces de réponse et les approches multicritères permet de déterminer les plages admissibles des variables permettant à l'entreprise de mieux suivre les courbes de performances lors des réglages et d'assemblage avant et près livraison. Les principaux critères cibles de conception sont: volume d'air jusqu'à 55 000 CFM, un taux d'efficacité de l'ordre de 90% et un bruit généré inférieur à 100 dBA.