Doctorat
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Item Elaboration des nanostructures par mécanosynthèse dans les mélanges Fe-Cr et étude de l’influence du mode de frittage et d’ajouts sur la stabilité des cristallites(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Amirouche, Saifi; Azem, Said(Directeur de thèse)L'objectif de ce travail est, dans un premier temps, d'élaborer des nanostructures d'un alliage fer-chrome (Fe-20 % Cr, en masse) par broyage à haute énergie. L'évolution structurale durant la synthèse a été analysée principalement par diffraction des rayons X (DRX) et par microscopie électronique à balayage (MEB) couplée à la spectrométrie EDXS. Dans un second temps, les poudres nanostructurées ont été frittées à haute température (1100, 1200 et 1300 °C) afin d'obtenir des matériaux densifiés. La stabilité des nanostructures lors du traitement thermique a été évaluée en suivant la variation de la taille cristallite, affectée par le phénomène de grossissement des grains. L'étude s'est ensuite intéressée à l'effet de l'ajout de carbone et de zirconium (1 et 2 %) sur les mécanismes de synthèse et de densification. Les résultats montrent que des solutions solides nanostructurées de chrome dans le fer sont obtenues après 50 h de broyage. Avec l'ajout de carbone, des carbures de fer et de chrome se forment durant le broyage. Par ailleurs, la présence de carbone - élément de petit rayon atomique - limite le grossissement des grains par ségrégation des carbures aux joints de grains. En revanche, l'ajout de zirconium - élément de grand rayon atomique - freine ce grossissement via le mécanisme d'" épinglage de Zener "Item Elaboration d'un béton cellulaire ultraléger selon une méthode de moussage mixte(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Galoul, Riadh; Boumchedda, Khaled(Directeur de thèse)Le béton mousse, matériau innovant et léger, connaît un intérêt croissant en raison de ses propriétés isolantes, tant sur le plan thermique qu'acoustique. Traditionnellement, sa fabrication repose essentiellement sur la méthode de pré-moussage, qui consiste à générer une mousse indépendamment avant de l'introduire dans le mélange cimentaire. Toutefois, cette étude se focalise sur une alternative encore peu exploitée : la méthode de moussage mixte. Celle-ci consiste à générer la mousse directement au cours du mélange des composants, rendant le processus à la fois plus simple et potentiellement plus économique. L'objectif principal de cette recherche est de comparer les deux approches en mettant en évidence les performances du béton mousse produit par moussage mixte. Pour cela, un protocole expérimental a été mis au point, permettant de contrôler finement du taux de mousse généré, paramètre déterminant pour ses propriétés finales. Trois variables principales ont été étudiées : la vitesse de mélange (comprise entre 400 et 1000 tr/min), la durée du mélange (entre 2 et 12 minutes), et le dosage de l'agent moussant (variant de 0,05 % à 0,2 %). Les résultats montrent que la méthode de moussage mixte permet d'obtenir un taux de mousse générée pouvant atteindre 79 %, une densité réduite à 428 kg/m³, ainsi qu'une conductivité thermique de 0,181 W/m·K. Ces performances positionnent cette méthode comme une alternative compétitive au pré-moussage, avec en plus un meilleur contrôle de la porosité à différentes échelles (millimétrique et micrométrique). Cette porosité, définie par la taille, le taux et la distribution des pores, influe directement sur les performances mécaniques et thermiques du béton. Cette étude montre que la méthode de moussage mixte est une solution prometteuse pour produire un béton moussant léger, performant et durable, répondant aux exigences actuelles en matière d'isolation thermique, ainsi qu'à divers besoins dans d'autres domaines d'applicationItem Etude de la rhéologie de dispersions de bentonite algérienne en présence d’additifs : influence de l'ajout de polymères et de surfactants(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Remli, Samia; Benyounes, Khaled(Directeur de thèse)Cette thèse explore les propriétés rhéologiques des boues de forage en se concentrant sur la bentonite et ses suspensions dans des solutions d’hydroxyéthylcellulose (HEC), dans le but d'optimiser leur comportement pour des applications en forage. Les travaux ont été structurés autour de concepts fondamentaux de rhéologie, du comportement des minéraux argileux comme la bentonite et des polymères comme le HEC, qui présentent des propriétés essentielles pour stabiliser les suspensions et moduler leur viscosité en fonction des conditions de cisaillement et de température. La caractérisation rhéologique de la bentonite a révélé son comportement non-newtonien, marqué par une dépendance de la viscosité vis-à-vis de la concentration et de la température. Ces suspensions montrent des transitions importantes entre des états fluides et gélifiés, ce qui est particulièrement utile pour les applications de forage qui exigent une résistance aux écoulements non souhaités. Pour le HEC, l’étude a démontré son potentiel à renforcer la viscosité des suspensions, surtout à faible taux de cisaillement, et à stabiliser la bentonite. Les suspensions bentonite-HEC offrent ainsi des propriétés optimisées de rhéofluidification, où l’ajout de HEC accroît la contrainte seuil et la résilience structurelle des boues. Les modèles rhéologiques développés, incluant ceux de Herschel-Bulkley et de la loi d’Arrhenius, permettent de prédire précisément le comportement des boues sous diverses conditions de température et de cisaillement. Enfin, des perspectives de recherche incluent l’intégration de nouveaux additifs et l’affinement des modèles rhéologiques pour une optimisation avancée des formulations de bouesItem Etude de la rhéologie de dispersions de bentonite algérienne en présence d’additifs : influence de l'ajout de polymères et de surfactants(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Remli, Samia; Benyounes, Khaled(Directeur de thèse)Cette thèse explore les propriétés rhéologiques des boues de forage en se concentrant sur la bentonite et ses suspensions dans des solutions d’hydroxyéthylcellulose (HEC), dans le but d'optimiser leur comportement pour des applications en forage. Les travaux ont été structurés autour de concepts fondamentaux de rhéologie, du comportement des minéraux argileux comme la bentonite et des polymères comme le HEC, qui présentent des propriétés essentielles pour stabiliser les suspensions et moduler leur viscosité en fonction des conditions de cisaillement et de température. La caractérisation rhéologique de la bentonite a révélé son comportement non-newtonien, marqué par une dépendance de la viscosité vis-à-vis de la concentration et de la température. Ces suspensions montrent des transitions importantes entre des états fluides et gélifiés, ce qui est particulièrement utile pour les applications de forage qui exigent une résistance aux écoulements non souhaités. Pour le HEC, l’étude a démontré son potentiel à renforcer la viscosité des suspensions, surtout à faible taux de cisaillement, et à stabiliser la bentonite. Les suspensions bentonite-HEC offrent ainsi des propriétés optimisées de rhéofluidification, où l’ajout de HEC accroît la contrainte seuil et la résilience structurelle des boues. Les modèles rhéologiques développés, incluant ceux de Herschel-Bulkley et de la loi d’Arrhenius, permettent de prédire précisément le comportement des boues sous diverses conditions de température et de cisaillement. Enfin, des perspectives de recherche incluent l’intégration de nouveaux additifs et l’affinement des modèles rhéologiques pour une optimisation avancée des formulations de bouesItem Comportement en fatigue des matériaux composites avec différentes fréquences d'essai(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Harb, Noura; Bezzazi, Boudjema(Directeur de thèse)Le concept de fatigue ou d'endommagement en fatigue désigne une variation du comportement d'un matériau suite à une sollicitation mécanique cyclique répétée, ce qui provoque une rupture précoce de la pièce pour des amplitudes souvent bien inférieures à celles observées en monotone. La relation entre le niveau de chargement appliqué et le nombre de cycles à la rupture d'un matériau définit généralement son comportement en fatigue. Le niveau de charge maximum, la fréquence d'essai et le rapport de charge R sont des paramètres qui affectent l'endommagement du matériau. Afin d'étudier le comportement en fatigue des matériaux composites avec différente fréquences d'essai, Nous avons effectué une série d'essais avec des fréquences de 35, 38 Hz, 40 Hz, 45 Hz, 47 Hz et 50 Hz sur des échantillons stratifiés à fibre de verre, stratifiés à fibre de carbone et stratifiés hybrides à fibre de verre et de carbone avec différents plis de fibres pour illustrer l'impact de la fréquence d'essai sur le comportement en fatigue des composites. L'analyse des résultats nous permet de conclure que les matériaux ne résistent pas à des fréquences d'essai élevées, en utilisant des niveaux de chargement supérieurs à soixante pour cent de la charge maximale. L'auto-échauffement augmente la température. L'accumulation d'énergie générée à chaque cycle de vie entraine la création de défauts thermiques. La température augmente à mesure que cette énergie dissipée se transforme en chaleurItem Influence du vieillissement sur les propriétés physiques et mécaniques de différents elastomères(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Kherbouche, Ahlem; Bezzazi, Boudjemaa(Directeur de thèse)Les effets de deux types de noir de carbone (N220 et N550), sur les caractéristiques ultimes du caoutchouc naturel (NR) ont été étudiés de manière comparative. L'étude comparative a été réalisée à l'aide d'analyses du comportement rhéométrique, le comportement mécanique telle que la résistance à l'abrasion la dureté surfacique et la résistance à la traction , Les résultats obtenus ont montré qu'il existe des taux optimaux de charges qui ont la meilleure influence sur les propriétés, dus à une meilleure dispersion et mobilité des chaînes en caoutchouc, sont la principale raison de l'amélioration des résultats. Selon ces résultats nous avons choisis deux taux de chargement 10 phr et 20 phr et un caoutchouc naturel non chargé, pour étudier le comportement au vieillissement accéléré pendant 7 jours a quatre température -15°C 0°C 50°C et 100°C respectivement . L'objectif principal de ce travail est de développer une formule améliorée pour un composé industriel à base de caoutchouc naturel peut résister à des températures plus élevéesItem Contribution à l'étude de bioadsorbants issus de la biomasse à des fins de dépollution(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Sadoun, Louiza; Benmounah, Abdelbaki(Directeur de thèse)Cette étude met l'accent sur le développement de biomatériaux à partir de biomasses de déchets d'arbres sous forme de sciure de bois de chêne zeen comme matrice principale. Tous d'abord la sciure a été utilisée sous sa forme brute (SCZ), pour être traités chimiquement par l'acide phosphorique et thermiquement afin de préparer deux biochars à deux températures différentes (SCZ4 et SCZ6). Ensuite la sciure a été encapsulée en utilisant l'alginate de sodium pour obtenir un matériau sous forme de sphères (Al/SCZ). En fin, au mélange précédent (sciure/alginate), un autre polymère (l'acide humique) a été rajouté, pour élaborer d'autres sphères (AH/Al/SCZ). Tous les matériaux obtenus ont été rigoureusement caractérisés par diverses méthodes à savoir : FTIR, MEB, DRX, ATG et BET. Leur chimie de surfaces a été également déterminée par la méthode de Boehm et la mesures du point de charge nulle (pHpzc), leur structure poreuse a été réalisée par la détermination de l'indice d'iode et l'indice de bleu de méthylène. Les propriétés adsorbantes des matériaux ont été évaluées en mode discontinu par l'adsorption de bleu de méthylène, de vert de malachite, de CrVI) et de Cu(II). L'influence des différents paramètres tels que le temps de contact, le pH, la température, la concentration initiale en polluant et la masse du matériau a été étudiée. Les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont également été examinées et analysées à l'aide de différents modèles mathématiques classiques. Les résultats ont montré que les processus sont régis par des cinétiques du deuxième ordre. L'étude thermodynamique a révélé que tous les processus d'adsorption étaient spontanés, et favorables. Les sphères hybrides ont montré une bonne efficacité de régénération même après quatre cycles d'adsorption-désorption. Les différents bioadsorbants préparées ont montré des capacités d'adsorption intéressantes qui peuvent constituer une alternative peu coûteuse pour le traitement des eaux contaminées par les polluants organiques et inorganiquesItem Etude du comportement en statique et en fatigue des structures soudées(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Djili, Abderrahmane; Bezzazi, Boudjemaa(Directeur de thèse)Alléger les structures métalliques tout en conservant leurs performances en termes de résistance mécanique est une des priorités de l'industrie du transport de nos jours. Ce travail réalisé à l'unité de recherche matériaux procédés et environnement d'université de Boumerdes en collaboration avec le laboratoire des sciences, procédés et matériaux LSPM université Paris 13, dans le cadre d'un projet de recherche visant à contribuer à la compréhension des comportements des structures soudées par friction malaxage FSW. Ce travail traite le comportement mécanique en statique et en fluage d'alliages d'aluminium (séries 2000) soudés par FSW. Des essais de traction, des essais de disque à pression et des essais de fluage ont été réalisés. L'étude micrographique a une hétérogénéité microstructure à travers les joints FSW. Cette hétérogénéité se manifeste à travers les profils de micro dureté et celui des contraintes résiduelles. Relier les hétérogénéités microstructurales induites par le FSW et le comportement mécanique des soudures FSW est l'un des objectifs de ce travail. Les essais de traction ont été réalisés sous corrélation d'images numériques afin de pouvoir analyser les champs de déformations local et global. Certains essais de traction ont été réalisés sur des éprouvettes vieillies naturellement pendant 24 mois. L'objectif était de mesurer l'effet du vieillissement naturel sur les propriétés mécaniques, notamment la ténacité. Des essais de fluage à la température ambiante et avec des contraintes de valeurs inférieures à la limite d'élasticité pour cinq heures n'ont montré aucune modification du comportementItem Elaboration et étude de couches minces dures ti-cr-n déposées par pulvérisation cathodique magnétron(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Kehal, Abdelkrim; Saoula, Nadia(Directeur de thèse)Une série de couches minces ý (Ti-Cr-N) ont été élaborés en utilisant le procédé de dépôt physique en phase vapeur PVD, ces couches minces ý ont été déposés sur des substrats d'acier de type AISI-D2 et sur des substrats de silicium (100). L'étude de l'effet du rapport Ar/N2 sur les propriétés ; structurales, morphologiques, mécaniques, tribologiques et de corrosion a était mis en évidence. Les résultats de caractérisation par MEB et DRX ont révélé l'existence de ; trois évolutions morphologiques par (Coalescence colonnaire, diffusion de surface et choc atomique) et trois évolutions structurelles (phases riches en éléments métalliques, multiplication de phases, et distorsion et désordre du réseau cristallin) respectivement, la composition chimique et la vitesse de dépôt sont les deux principaux générateurs de ces processus d'évolution de la morphologie et de la structure des couches minces ý (Ti-Cr-N). L'étude relationnelle entre les différentes propriétés qualitatives et quantitatives a montré que l'amélioration dans la dureté et le module de Young est due principalement à la densification de la structure, tandis que la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion dépendent de la morphologie des couches minces ý issues du processus de croissance physique des couches minces ý (Ti-Cr-N)Item Développement et caractérisation de céramiques à grandes capacités électriques du type pérovskite de CaCu3 Ti4 O12(CCTO)(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2023) Djafar, Rabah; Boumchedda, Khaled(Directeur de thèse)Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l’élaboration et à la caractérisation des céramiques de titanate de calcium et de cuivre CaCu 3 Ti 4 O 12 (CCTO) et à l’étude de l’influence des conditions de synthèse sur les propriétés structurales, micro-structurales et diélectriques de cette céramique, dans le but d’obtenir des matériaux de propriétés optimales par la méthode solide. Cette étude a mis en évidence l’aptitude de ce matériau à être utilisé en tant que condensateur. Dans notre étude, plusieurs composants sont élaborés, a base de poudres commerciales généralement utilisées (CaCO 3 , CuO et TiO 2 ) ou par le remplacement de CaCO 3 par le calcaire naturel de Guelma en vue de leur intégration au sein des condensateurs et valorisation de ce dernier, ainsi la synthèse et l’élaboration de CCTO par le remplacement de CuO par le Cu 2 O a été effectuée. Pour le composant CCTO, L’échantillon CCTO14h présente des meilleures propriétés diélectriques, des valeurs colossales de la permittivité (?'=95867 et 84762 à 20 Hz et à 1 KHz respectivement) et des très faibles valeurs des pertes (tg? =0,045 et 0.14 à 20 Hz et à 1 KHz respectivement) sont obtenues. L’analyse FRX montre que le calcaire naturel de Guelma est de haute pureté (dépasse 98.4% en CaCO 3 ) avec une bonne cristallinité (>73%), La phase CCTO pure a été bien synthétisée sans présence de phase secondaires pour les céramiques élaborées à base de calcaire naturel de Guelma, des valeurs de densité supérieurs à 92% sont trouvées. Ces analyses montrent que le calcaire naturel de Guelma peut constituer un candidat potentiel pour remplacer les carbonates commerciales (CaCO 3 ) pour la synthèse de matériaux CCTO. La phase CCTO a été synthétisée avec succès et avec la présence de phases secondaires en faibles quantité pour les céramiques CCTO fabriquées avec l'ajout de Cu 2 O au lieu de CuO. Un frittage complet a été réalisé à une température optimale de 1050 °C avec un taux de densification élevé (>96%). De plus, CCTO1050 a présenté les valeurs de constante diélectrique les plus élevées à basse fréquence (~13 400) et des pertes diélectriques assez faibles (tg? ~ 0.17). Les échantillons frittés à 1050 °C pendant 24 heures montrent la meilleure valeur de constante diélectrique (21392), tandis que les échantillons frittés à 14h montrent une valeur de pertes très faible (0.08).