Programmation scientifique

Ce thème de recherche se concentre sur l’amélioration de la qualité des anodes de carbone dans le procédé HH. Les principaux domaines d’étude incluent l’exploration des sources alternatives de coke et l’utilisation de biomasse, ainsi que la modélisation et l’optimisation du processus de fabrication des anodes. L’évaluation approfondie des performances des anodes en conditions opérationnelles et les méthodes du contrôle de qualité sont également un aspect clé de ce thème de recherche. Le plan recherche dans ce thème se concentre sur :

1. Les sources alternatives de coke et l’utilisation de biomasse;
2. Modélisation et optimisation du processus de fabrication des anodes;
3. Performance des anodes en opération;
4. Développement des outilles de diagnostic et de contrôle de qualité.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Houshang Alamdari
Carl Duchesne
Duygy Kocaefe
Yasar Kocaefe
Daniel Marceau
Thierry Ollevier
Seyed Mohammad Taghavi

La recherche de ce thème porte sur l’amélioration de la performance et de l’efficacité du procédé Hall-Héroult. En combinant les études expérimentales et les simulations numériques, les chercheurs du REGAL vise à optimiser le design de la cuve d’électrolyse et ses composants afin d’améliorer sa stabilité et d’identifier les paramètres liés aux émissions GES et la qualité du produit final.

Le plan recherche dans ce thème se concentre sur :

1. Étude des performances des assemblages d’électrodes;
2. Cinétique et stabilité du bain électrolytique;
3. Identification des facteurs liés aux émissions GES;
4. Phénomènes de contamination des revêtements;
5. Optimisation des cellules d’électrolyse.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Houshang Alamdari
Patrice Chartrand
Martin Désilets
Lukas Dion
Carl Duchesne
Aimen Gheribi
Laszlo Kiss
Duygu Kocaefe
Yasar Kocaefe
Daniel Marceau
Thierry Ollevier
Gervais Soucy
Seyed-Mohammad Taghavi

Ce thème se concentre sur le développement et l’amélioration des alliages offrant une valeur ajoutée significative pour répondre aux besoins spécifiques du marché. Les sujets de recherche de ce thème comprenne :

1. Alliages d’Al à haute résistance pour les véhicules électriques et câbles;
2. Alliages d’Al à ultra haute résistance des séries 6xxx et 7xxx pour les véhicules automobiles;
3. Nouvel alliage d’extrusion de la série 6xxx pour l’allègement des structures;
4. Nouveaux alliages d’Al avec minéraux critiques et stratégiques (ex. Sc, Ti, Mg, Li, Zn);
5. Alliages de pointe pour le moulage de l’Al;
6. Alliages d’Al tolérants aux impuretés;
7. Alliages pour la production de poudre d’Al avec propriétés accrues;
8. Alliages de fonderie sans traitements thermiques.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Alexandre Bois-Brochu
X-Grant Chen
Franco Chiesa
Vincent Demers
Raynald Gauvin
Jean-Philippe Harvey
Mousa Javidani
Daniel Larouche
David Levasseur
Étienne Martin
Geoffroy Rouget

Dans ce thème, nous étudions les méthodes innovantes pour améliorer les processus actuels afin d’accroître efficacement notre production de poudres d’aluminium de haute qualité. Le plan de recherche de ce thème s’oriente sur les sujets suivants :

1. Développement d’alliages aux compositions spécifiques pour la fabrication additive;
2. Gestion de la pyrophoricité des poudres d’Al;
3. Optimisation de la couche de passivation en surface des particules;
4. Nouveaux procédés de mise en oeuvre.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Carl Blais
Alexandre Bois-Brochu
X-Grant Chen
Kadiata Ba
Raynald Gauvin
Nicolas Giguère
Geoffroy Rouget

Ce thème se concentre sur l’optimisation des procédés de mise en forme, tels que le forgeage et l’extrusion, pour obtenir des pièces d’aluminium aux propriétés mécaniques améliorées. Les sujets de recherche de ce thème comprennent :

1. Laminage de feuilles d’Al minces pour application de spécialité;
2. Modélisation thermomécanique et multiéchelle de la déformation des alliages d’Al;
3. Optimisation des paramètres de formage superplastique de la série 5xxx;
4. Corrélation microstructure / propriétés lors de déformations plastiques sévères;
5. Amélioration de la productivité pour les pièces produites en Al par FA;
6. Optimisation des paramètres de transformation pour accroître la recyclabilité des alliages d’Al;
7. Moulage de pièces à parois minces et moulage semi-solide.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Carl Blais
Alexandre Bois-Brochu
X-Grant Chen
Franco Chiesa
Jean-Philippe Harvey
Mohammad Jahazi
Mousa Javidani
Daniel Larouche
David Levasseur
Étienne Martin
Mamoun Medraj
Geoffroy Rouget
Victor Songmene

Dans ce thème, nous explorons les techniques avancées d’assemblage pour créer des structures solides et durables à partir de composants en aluminium. Exemples des sujets traités dans ce thème de recherche sont :

1. Assemblages d’Al pour les voitures électriques;
2. Codes et des normes pour assemblages d’Al par FSW;
3. Assemblage d’Al multiprocédés pour l’industrie navale;
4. Assemblages multimatériaux / Al sans corrosion;
5. Impact d’un environnement salin et/ou à forte variation de température eau/air sur les assemblages;
6. Productivité des procédés d’assemblages.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Vincent Demers
Mohammad Jahazi
Lyne St-Georges

Ce dernier thème de l’axe 2 se concentre sur le développement de techniques d’usinage innovantes pour améliorer la productivité et la précision lors du traitement des pièces en aluminium. Les sujets de recherche de ce thème comprennent :

1. Qualité des pièces usinées et productivité;
2. Outils et fluides adaptés à l’usinage haute performance;
3. Usinabilité des alliages et performance des outils;
4. Simulation et prédiction des performances d’usinage;
5. Finition automatisée des pièces usinées.

Membres réguliers contribuant à ce thème :

Walid Jomaa
Victor Songmene

Ce thème se concentre sur l’intégration accrue de l’aluminium dans la construction d’infrastructures et d’ouvrages d’art afin d’améliorer leur durabilité, leur résistance aux intempéries et leur efficacité énergétique. Le plan de recherche de ce thème s’oriente sur :

1. Modernisation des normes S6 (ponts) et S7 (passerelles) : séisme, fatigue et assemblage par FSW ;
2. Pont 100% Al de courte portée à installation rapide;
3. Règles de conception optimisées pour extrusions de sections quelconques;
4. Analyse du cycle de vie et du coût total de propriété des infrastructures;
5. L’Al dans les pylônes et tours de télécommunications.

Membres réguliers contribuant à ce thème :

Charles-Darwin Annan
Kadiata Ba
Nicolas Boissonnade
Pampa Dey
Mario Fafard
Charles-Philippe Lamarche
Sébastien Langlois
Liya Li
Marc Oudjene

Dans ce thème, nous explorons les possibilités offertes par l’utilisation accrue de l’aluminium dans le domaine aéronautique, que ce soit pour la fabrication légère des structures ou pour améliorer les performances aérospatiales. Le plan de recherche de ce thème s’oriente sur :

1. Aéronef : Réduction du BTF ratio (ratio poids matériau de départ/poids pièce finale);
2. Drones et électrification des aéronefs : Diminution du poids des structures pour maximiser les performances énergétiques;
3. Développement de nouvelles technologies de fabrication multimatériaux;
4. Fiabilité et sécurité des structures.

Membres réguliers contribuant à ce thème :

Myriam Brochu
Julie Lévesque
Tan Pham

Ce thème met en avant les opportunités offertes par l’utilisation croissante de matériaux en aluminium dans les véhicules terrestres et maritimes, visant à réduire le poids, améliorer l’efficacité énergétique et réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le plan de recherche de ce thème s’oriente sur :

1. Approches de dimensionnement et de fabrication pour l’allègement des structures en transport;
2. Transport récréatif : Développement de structures rigides en Al permettant d’assurer un comportement dynamique sain et sécuritaire;
3. Transport collectif : Résistance à la corrosion et durabilité des éléments de carrosserie et du châssis;
4. Transport maritime : Développement de ponts en Al;
5. Transport maritime : Caractérisation fine de l’impact des chargements répétés sur les structures immergées.

Membres réguliers contribuant à ce thème :

Philippe Bocher
Mohamad Bouazara
Alain Desrochers
Julie Lévesque
Ahmed Maslouhi
Tan Pham

Dans ce dernier thème de l’axe-III, nous explorons les nouvelles applications prometteuses de l’aluminium dans des domaines en pleine expansion tels que les technologies propres, la construction modulaire et d’autres secteurs innovants. Le plan de recherche de ce thème s’oriente sur :

1. Nouveaux traitements de surface pour l’amélioration de la capacité de collage des d’adhésifs structuraux;
2. Revêtements antibactériens;
3. Revêtements anticorrosion;
4. Revêtements pour stockage et conversion d’énergies renouvelables;
5. Utilisation de l’Al pour la production et le stockage de l’hydrogène.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Julie Lévesque
Christian Moreau
Dilip Sarkar

Ce thème se concentre sur le potentiel des systèmes cyberphysiques pour améliorer la prise de décision autonome dans des domaines tels que la cuisson des anodes, la gestion des cellules d’électrolyse et la production d’alliages. L’objectif est ainsi développer des algorithmes évolutionnaires ou multiagents basés sur les données issues des jumeaux numériques afin d’optimiser ces processus critiques.

Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Étude des systèmes cyberphysiques, alliant l’intelligence des modèles de cellules d’électrolyse et la cuisson des anodes, en périphérie et en brouillard pour la surveillance des GES et de l’énergie;
2. Conception d’algorithmes évolutionnaires ou multiagents pour un flux tendu sur la production des anodes, la gestion des cellules d’électrolyse et la production d’alliages piloté par les données des jumeaux numériques;
3. Étude du partage du degré d’autonomie décisionnelle dans les paramètres critiques d’opération pour la cuisson des anodes;
4. Adaptation autonome des protocoles et des compositions d’alliages à forte valeur ajoutée selon les caractéristiques physiques et la qualité.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Kevin Bouchard
Julien Maitre
Martin Otis
Éric Poulin
Tuysuz Oguzhan

Ce thème vise à développer des méthodes prédictives permettant une maintenance proactive et juste-à-temps. En utilisant les jumeaux numériques, il s’agit d’estimer le temps restant avant défaillance des équipements tels que les cellules d’électrolyse et de planifier la maintenance en fonction de l’état actuel de la production. Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Estimation du temps restant de la vie utile des cellules d’électrolyse et surveillance d’anomalie comparative avec les jumeaux numériques;
2. Prévision des fenêtres de maintenance juste-à-temps basée sur la santé des fours de cuisson des anodes et l’état actuel de la production aval;
3. Systèmes automatisés d’analyse structurelle des cuves et d’autoréparation lors du brasquage.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Kevin Bouchard
Julien Maitre
Martin Otis
Éric Poulin
Tuysuz, Oguzhan

Ce thème explore les possibilités offertes par les modèles multiphysiques et l’intelligence artificielle pour optimiser la commande des cellules d’électrolyse et des fours de cuisson d’anodes. L’objectif est ainsi de prédire les indicateurs clés, d’aider les opérateurs grâce à des guides adaptés, d’étudier les interactions en télé-opération et d’évaluer l’impact sur la réduction des coûts énergétiques et environnementaux. Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Prédiction avec les modèles multiphysiques (jumeaux numériques) et d’IA (hybride) d’indicateurs clés liés à l’opération optimale des cellules d’électrolyse et des fours de cuisson d’anodes comparées avec les jumeaux numériques;
2. Conception de guides de manière à aider les opérateurs;
3. Étude des interactions en télé-opération bilatérale dans un centre intégré des opérations (CIO);
4. Étude des impacts en termes de réduction des coûts énergétiques, d’économie de matières premières et de réduction de l’empreinte environnementale;
5. Adaptation et ajustement automatique des commandes selon les comportements des opérateurs.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Kevin Bouchard
Farbod Khameneifar
Julien Maitre
Martin Otis
Éric Poulin
Tuysuz, Oguzhan

Le thème « Recyclage de l’aluminium » vise à développer une stratégie adaptée pour maximiser le recyclage de l’aluminium. Les recherches menées dans ce domaine se concentrent sur plusieurs aspects clés, tels que la logistique de démantèlement des structures multimatériaux, la décontamination des surfaces et le recyclage/réutilisation des poudres d’aluminium. Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Stratégie de recyclage adaptée;
2. Logistique de démantèlement des structures multimatériaux;
3. Décontamination des surfaces;
4. Recyclage/réutilisation des poudres d’Al.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème :

Patrick Faubert
Elmira Moosavi
Ramzi Zarrougui

Le thème « Valorisation des résidus de production d’aluminium » se concentre sur l’exploration des différentes possibilités pour donner une seconde vie aux résidus générés par l’industrie de l’aluminium. Les recherches menées dans ce domaine visent à trouver des solutions innovantes pour utiliser ces résidus solides de manière efficace et durable, tout en minimisant leur impact environnemental. Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Valorisation des résidus solides de production d’Al dans les produits cimentaires;
2. Développements des géopolymères nordiques en utilisant les résidus solides de l’industrie de l’Al;
3. Neutralisation et valorisation des résidus de bauxite (fertilisation en sylviculture, agriculture nordique, etc.) ;
4. Captation et réutilisation des poussières, copeaux et résidus de transformation de l’Al;
5. Récupération et valorisation des pertes thermiques dans l’industrie de l’Al.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème:

Patrick Faubert
Mathieu Fiset
Louis Gosselin
Reza Jafari Aminabadi
Elmira Moosavi
Ramzi Zarrougui

Le thème « Analyse du cycle de vie de l’aluminium » se concentre sur une évaluation approfondie et complète des impacts environnementaux, économiques et sociaux associés à la production, à l’utilisation et au recyclage de l’aluminium. Les recherches menées dans ce domaine visent à comprendre les dynamiques économiques du recyclage d’aluminium, analyser le coût total d’utilisation, intégrer les marchés primaire et secondaire pour maximiser les avantages environnementaux, ainsi qu’évaluer les impacts des procédés sur la santé humaine, la qualité des écosystèmes, l’utilisation des ressources naturelles et les changements climatiques. Le plan de recherche de ce thème s’oriente comme suit :

1. Économie du recyclage de l’Al (dynamique et coefficients de recyclage);
2. Analyse du coût de propriété;
3. Intégration des marchés de l’Al primaire et secondaire;
4. Analyse des impacts des procédés sur la santé humaine, la qualité des écosystèmes, l’utilisation des ressources et les changements climatiques.

Cochercheuses et cochercheurs contribuant à ce thème:

Patrick Faubert
Rémi Morin-Chassé