Département de génie mécanique

• Bac., École Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace (France), 1988
• M. Sc., École Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace (France), 1988
• Ph. D., Stanford University (États-Unis), 1993

• Domaines : Énergétique et thermofluide; vibrations et acoustique
• Thèmes : Aéroacoustique; contrôle du bruit et des vibrations; modélisation et analyse numérique en acoustique; vibroacoustique; écoulements et ondes de choc; interactions fluide-structure; turbomachines
• Mots-clés : Aéroacoustique; aéronautique; aérospatiale; contrôle du bruit et des vibrations des systèmes de ventilation et des turboréacteurs; hypersonique radiatif; modélisation de réentrée atmosphérique; réduction du bruit des systèmes de ventilation; systèmes dynamiques / mécaniques / thermiques; turbulence; turbomachines

Caractérisation du rayonnement acoustique des écoulements

Les recherches portent sur la simulation des sources de bruit aérodynamique dans les turboréacteurs ou les ventilateurs basse vitesse, puis de leur rayonnement en champ libre ou en conduit.

L'objectif est d'élaborer des méthodes de prédiction du bruit rayonné en champ libre ou en conduit des différentes sources tonales et large bande de ces turbomachines qui pourraient être utilisées depuis la phase de pré-design jusqu'à la conception finale.

Les applications en cours concernent le bruit tonal et large bande de profils aérodynamiques. Elles concernent aussi les effets de grille sur le bruit tonal et large bande de soufflantes aéronautiques ainsi que le bruit du jet de turboréacteurs.

Contrôles passif et actif du bruit rayonné par les écoulements

Les recherches portent sur les moyens de réduction des sources de bruit aérodynamique dans les turboréacteurs ou les ventilateurs basse vitesse.

L'objectif est d'élaborer des méthodes de prédiction de la réduction du bruit rayonné en champ libre ou en conduit des différentes sources tonales et large bande de ces turbomachines.

Les applications en cours concernent la réduction du bruit tonal de ventilateurs basse vitesse par des obstructions et du bruit large bande par un design approprié des profils aérodynamiques ou l'ajout d'éléments sur les bords diffractants (dents de scie, pinceaux) ou par soufflage. Elles concernent aussi l'utilisation des effets de grille et de la distribution des aubes pour réduire le bruit des soufflantes aéronautiques et des machines tournantes basse vitesse.

Écoulements confinés soumis à de la rotation – Applications au refroidissement des turbomachines

En collaboration avec Sébastien Poncet

• Étude des mécanismes de transition à la turbulence : Par simulation numérique directe, les différents mécanismes de transition à la turbulence sont étudiés dans diverses configurations inter-disques ou inter-cylindres soumises à de la rotation. Un débit ou un gradient thermique imposé permettent de modifier les seuils de transition et d’aboutir à une extrême richesse des régimes observés. Ces expériences numériques dans des configurations simples mettent en évidence les principaux mécanismes à l’origine de phénomènes naturels spectaculaires, comme le Great Red Spot de Jupiter notamment ou les colonnes thermiques de Busse dans le manteau terrestre.
• Caractérisation des régimes pleinement turbulents par des approches de type RANS et simulations des grandes échelles à partir de codes de recherche « maison » : Dans de nombreuses turbomachines réelles (alternateurs, moteurs électriques, etc.), sous certaines conditions de fonctionnement, des structures cohérentes à grande échelle subsistent même à très haut nombre de Reynolds. Elles expliquent notamment pourquoi la plupart des modèles RANS (souvent utilisés en stationnaire avec hypothèse d’axi-symétrie) ne sont pas capables de reproduire les bons coefficients de transferts de chaleur. Le but est ici de prévoir l’apparition de ces structures par des méthodes d’ordre élevé et d’expliquer la distribution des coefficients d’échange de chaleur à la lumière des champs hydrodynamiques moyens et turbulents et de la présence ou non de ces structures cohérentes. Les calculs sont réalisés en similitude exacte avec les turbomachines réelles, l’objectif à terme est l’optimisation des procédés de refroidissement.

Conception de turbomachines avancées (REACT, SRGT, R4E)

En collaboration avec Mathieu Picard, Jean-Sébastien Plante et Martin Brouillette

L'objectif est de concevoir des moteurs à très forte densité de puissance ou à très haut rendement.

Les recherches portent principalement sur la conception de turbomachines à haut rendement (présentement une turbine) avec pales en céramique tenues par un rim-rotor, la conception d'un système de refroidissement efficace du rim-rotor pour la durabilité de la machine et de la possibilité de faire un combustion stable sous forte accélération (fort nombre de g).

Pour obtenir la liste des projets proposés aux études supérieures par les professeurs du département, consultez la page Projets de recherche offerts.

• Groupe d'Aérocoustique qui comporte en moyenne 20 membres (2 attachés de recherche, 5 post-doctorants, 8 doctorants, 2 étudiants de maîtrise et plusieurs stagiaires)
• Chaire industrielle d’aéroacoustique

• J. Christophe, S. Moreau, C.W. Hamman, J.A.S. Witteveen, G. Iaccarino, “Uncertainty quantification for the trailing-edge noise of a Controlled-Diffusion airfoil”, AIAA Journal, 53 (1), 2015.
• G. Wang, F. Duchaine, D. Papadogiannis, I. Duran, S. Moreau, L.Y.M. Gicquel, “An overset grid method for large eddy simulation of turbomachinery stages”, Journal of Computational Physics, 274, 2014.
• H. Posson, S. Moreau, M. Roger, “Prediction of fan-OGV broadband Noise using a cascade response”, Journal of Sound and Vibration, 330 (25), 2011.

• UTIAS, Toronto (Canada)
• Université de Waterloo, Waterloo (Canada)
• Royal Military College of Canada, Kingston (Canada)
• ETS, Montréal (Canada)
• Université de Montréal (Polytechnique), Montréal (Canada)
• Université de McGill, Montréal (Canada)
• Ecole Centrale de Lyon, Ecully (France)
• Cerfacs, ISAE et IMFT, Toulouse (France)
• Université de Montpellier;
• ONERA, Paris (France)
• Insititut von Karman (Belgique);
• Siegen universitat (Allemagne)
• Hannover universitat (Allemagne)
• DLR (Allemagne)
• Stanford University (USA)
• NASA Glenn (USA)
• Michigan State University (USA)
• University of Notre Dame (USA)
• Boston University, Boston (USA)
• University of Southampton (ISVR), Southampton (Angleterre)
• Cambridge University, Cambridge (Angleterre)
• Queen Mary University of London, Londres (Angleterre)
• TU Delft, Delft (Hollande)
• Université de Twente (Hollande)
• University of Melbourne, Melbourne (Australie)
• UNSW, Sydney (Australie)
• Zhejiang University, Zhejiang (chine)

Le professeur Stéphane Moreau et son équipe ont organisé le congrès international CFD-Canada 2013 à Sherbrooke auquel ont participé 140 chercheurs de 10 pays différents.

Il a également co-organisé avec le professeur Michel Roger de l’École Centrale de Lyon deux forums d’aéroacoustique dans les conférences internationales ISROMAC 2012 et 2016. En marge de la conférence AIAA Aeroacoustics 2016 à Lyon, ils organisent un forum d’une journée sur le bruit de profil à l’École Centrale de Lyon.

• Laboratoire de visualisation pour les simulations aéroacoustiques (local C1-5029)
• Soufflerie anéchoïque (local C1-2014)
• Banc de vanne transsonique (situé au LOCUS local C1-4018) comprenant deux configurations (un canal 2D et un canal 3D axisymétrique avec la vanne OFV de LTS)
• Accès aux moyens d’essais du GAUS