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Contribution à l'étude technico-économique d’une ntrale thermo-solaire
(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Boushaki, Tarik; Mansouri, Kacem(Directeur de thèse)
Dans le cadre de la conversion énergétique et de la diversification des sources de production d'électricité, la centrale hybride solaire-gaz de Hassi R'Mel en Algérie constitue une avancée technologique. Cette centrale, associe un champ solaire composé de capteurs cylindro-paraboliques d'une puissance de 25 MW et un cycle combiné gaz-vapeur de 130 MW, soit un total de près de 155 MW. Le champ solaire, qui s'étend sur une surface de plus de 180 000 m², utilise l'énergie solaire pour alimenter la section vapeur du cycle combiné, réduisant ainsi la consommation de gaz et les émissions de CO? par rapport à une centrale électrique conventionnelle. La thèse effectue une analyse exergoéconomique et thermodynamique approfondie de cette centrale en révélant son architecture, ses principaux composants (turbines à gaz, turbine à vapeur, générateurs de vapeur à récupération de chaleur, champ solaire), ainsi que son mode de fonctionnement hybride et ses efficacités saisonnières. Une attention particulière est portée sur la modélisation et la simulation du comportement de la centrale dans différents scénarios d'ensoleillement et de conditions atmosphériques, à l'aide d'un code développé sous Matlab. Les résultats indiquent que l'énergie solaire améliore la capacité et l'efficacité de la centrale électrique et réduit également le coût unitaire de l'électricité produite. En outre, l'analyse met en évidence l'impact des conditions climatiques variables sur le fonctionnement de la centrale électrique. L'analyse menée met en évidence l'importance d'optimiser ce type d'intégration solaire et aussi la nécessité d'opter pour des stratégies de fonctionnement de ce type de centrales hybrides. Cette étude s'inscrit dans le cadre dans la perspective d'un développement durable et d'une meilleure exploitation des ressources naturelles locales, tout en contribuant à la sécurité énergétique du pays
Contribution au contrôle de vortex dans un jet tournant par introduction de nanoparticules
(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2021) Lamraoui, Hanan; Mansouri, Kacem(Directeur de thèse)
Les jets impactant se trouvent dans de nombreuses applications industrielles, telles que le sechage de textiles et de papier, de films et de produits alimentaires. L'interaction entre le disque rotatif et le jet de liquide genere un flux puissant capable d'ameliorer considerablement le processus de transfert de chaleur. De plus, l'utilisation de nanofluides est une maniere innovante d'ameliorer la conductivite thermique du fluide. En combinant l'avantage de l'impact du jet de liquide, l'efficacite des nanofluides et l'effet de disque en rotation ameliorent considerablement le phenomene de transfert de chaleur. L'objectif de cette these est d'elaborer une solution numerique pour predire le comportement dynamique et thermique du nanofluide Al2O3/eau pour les jets d.impact confine. Trois axes principaux ont ete traites dans la presente these. Premierement, le regime d'ecoulement est laminaire, deuxiemement, le regime d'ecoulement est turbulent et l'efficacite de refroidissement des nanofluides eau-aluminium a ete demontree, et enfin, les effets du disque rotatif sont integres sur le champ d'ecoulement et les caracteristiques de transfert de chaleur du jet rond de refroidissement qui frappe normalement le disque rotatif chauffe. Pour chaque ligne principale, le nanofluide est considere comme newtonien et non newtonien. Le resultat principal est que, pour 100 ¡Â Rej ¡Â 300, le rapport de puissance de pompage, rapporte au fluide de base PPnf /PPbf , augmente avec ... En fait, le PP requis est 1,32, 1,53, 1,99, 2,11 et 4 fois plus eleve que les valeurs calculees dans le cas de l'eau pure a .. = 1, 2, 3, 4 et 5% respectivement. La presente etude montre une meilleure performance de transfert de chaleur en utilisant le nanofluide MWCNT/eau par rapport a un melange habituel Al2O3/eau dans un impact de jet turbulent
Contrôle des structures tourbillonnaires au sein de fluides immiscibles soumis à des rotations différentielles
(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Brahma, Kenza; Mansouri, Kacem(Directeur de thèse)
L'écoulement hélicoïdal de deux couches superposées de fluides Newtoniens immiscibles, engendré par la rotation individuellement indépendante des parois d'une cavité cylindrique verticale avec/sans moyeu central, est étudié numériquement au moyen d'une approche hybride combinant les méthodes VOF et LS du code ANSYS-FLUENT. L'étude explore d'abord un modèle d'interface gaz-liquide considérée plane dans un bioréacteur soumis à la rotation du disque inférieur. La simulation indique qu'à des taux de rotation modérés, le noyau hélicoïdal éclate sur l'axe et donne naissance à un vortex de type bulle qui évolue et migre vers la surface sous forme de vortex toroïdal en augmentant la vitesse de rotation. Les résultats montrent que la rotation ou chauffage différentiels des parois constituent des moyens non intrusifs efficaces de control de l'évolution des structures tourbillonnaires. En outre, l'utilisation de nano-fluides, même à faible concentration de nano-particules, s'avère aussi une approche pour la suppression des vortex et la prévention de la stagnation. L'investigation est étendue au cas du modèle liquide-liquide immiscibles, en considérant l'écoulement d'une configuration huile-glycérine sous effet de la rotation du disque supérieur en contact de la phase la plus visqueuse (l'huile). La simulation révèle, à partir d'un seuil critique du taux de rotation, l'apparition d'un vortex axial proche du disque tournant distinct et associé à une élévation significative de l'interface ; laquelle est constituée de recirculations fines et intenses. L'étude montre que ces structures et cette topologie sont très sensibles aux effets combinés du taux de rotation et de la fraction volumique des fluides. En particulier, il ressort qu'une diminution du volume de la phase huileuse favorise et accentue l'élévation de l'interface et provoque l'expansion de la bulle jusqu'à son détachement de l'axe pour former un vortex toroïdal. Ce dernier éventuellement impacte et coalesce avec l'interface fortement concave avant de disparaitre. Par ailleurs, l'étude révèle que la co-rotation (contre-rotation) différentielle de la paroi latérale favorise (élimine) efficacement les structures secondaires-En outre, la simulation montre qu'un swirl additionnel induit par la rotation d'un moyeu central engendre l'apparition de vortex de Taylor dans la phase la moins visqueuse (glycérine) attribués à une instabilité centrifuge en accord qualitatif avec les observations expérimentales