Doctorat
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Item Phénomènes physico – chimiques liés aux transformations des kaolins(2009) Zibouche, Fatima nee OubellilLe but du travail s’inscrit dans une logique de compréhension des phénomènes physico – chimiques ayant lieu durant les transformations du kaolin de Tamazert. La kaolinite, minéral majeur du kaolin est très utilisée dans l’industrie de la céramique, du ciment comme ajout du fait de ses propriétés. Le kaolin bio des Charente France, des kaolins de Géorgie USA sont utilisés comme références. Le premier volet de l’étude consiste en une caractérisation exhaustive du kaolin de Tamazert, de ses propriétés physiques, ainsi qu’à une description des phénomènes minéralogiques et chimiques. Le second volet concerne la compréhension des transformations thermiques qui se produisent lors du processus de déshydroxylation de la kaolinite, qui conduit à une libération importante de vapeur d’eau et qui donne naissance à un précurseur de la mullite, en l’occurrence la métakaolinite. Cette dernière est très recherchée en tant qu’ajout par les cimentiers. Elle est aussi recherchée comme précurseur des géopolymères qui sont des polymères minéraux. L’étude de propriétés rhéologiques a été entreprise. Elle est en effet nécessaire du fait de la grande surface spécifique des particules de kaolins, de leur structure en plaquette et la nature physico-chimique de leur surface leur permettant de former avec l’eau des suspensions colloïdales et des pâtes plastiques. L’étude du frittage du kaolin, a été réalisée par une investigation structurale utilisant la diffraction de rayons X sur les composés obtenus après traitement thermique. Il en a été de même pour la mullite issue du kaolin de Tamazert, pour sa morphologie et la détermination de ses paramètres de maille. Enfin, la dernière partie est consacrée à une synthèse de polymères inorganiques, dont on prédit un développement important dans les prochaines décennies dans le cadre du développement durable. Ils sont obtenus à base de kaolin et de métakaolin par activation alcalineItem Etude et réalisation d'une cellule photovoltaique a heterostructure avec contact serigraphie(2007) Zair, Epouse Tala Ighil RazikaNos travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre actuel des efforts menés par de nombreuses équipes dans le monde pour continuer à réduire le coût encore élevé des dispositifs photovoltaïques commerciaux à base de silicium. Parmi les multiples options envisagées pour appréhender cette réduction (filière microcristalline, nouveaux matériaux, technologies avancées, …), nous considérons pour notre part, une conception de cellules photovoltaïques en hétéro-structure, combinant le dépôt d’un oxyde transparent conducteur (TCO) sur un substrat de silicium multicristallin dont le coût reste relativement abordable. Notre choix de TCO s’est porté sur l’oxyde d’étain (SnO2), un semi-conducteur transparent déposé dans nos expérimentations par spray pyrolyse qui est une technique simple et peu coûteuse. Ce matériau s’avère être très approprié à la conversion photovoltaïque et peut présenter une double application, comme couche anti- reflet et comme fenêtre optique. D’abord, comme couche anti-reflet, particulièrement dans l’intervalle spectral de 600 à 1000 nm. Nous sommes parvenus avec une couche d’oxyde d’étain non dopé déposé sur un substrat de silicium multi cristallin avec texture isotropique à réduire la réflectivité moyenne pondérée au spectre solaire AM1.5 jusqu’à 3.1%. Des minima remarquables en dessous de 1% ont été observés dans la plage des longueurs d’onde de 840nm à 880nm. Ensuite comme fenêtre optique sur une plaquette de silicium monocristallin diffusé pouvant contribuer à l’amélioration du rendement de conversion de la cellule solaire. Notre étude s’est d’abord focalisée sur l’examen des fortes dégradations des propriétés électriques des couches minces d’oxyde, constatées lorsqu’elles subissent à hautes températures (800°C) l’étape de frittage des pâtes de métallisation par sérigraphie. Cette dernière est aujourd’hui la technique de métallisation par excellence pour une fabrication de cellules solaires à grande échelle. Après de nombreuses expérimentations sous diverses ambiances, nous sommes parvenus à stabiliser la conductivité des couches minces en effectuant le frittage sous atmosphère réductrice de monoxyde de carbone. Cette ambiance s’est avérée nettement plus avantageuse que celle du forming gaz habituellement utilisé. Par ailleurs, une simulation numérique de l’hétérostructure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) a été effectuée en utilisant des logiciels dédiés au photovoltaïque comme SCAPS et PC1D. Inaccessibles dans la littérature, les modèles physiques propres aux couches minces de TCO se sont avérés être la pierre d’achoppement de cette partie théorique. Nous avons dû recourir à une approche semi-empirique pour investiguer les différents paramètres physiques permettant de traduire au mieux les performances de l’oxyde d’étain dopé au fluor comme fenêtre optique. La réalisation de la structure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) avec contacts déposés par sérigraphie nous a permis de valider les résultats tout en montrant une amélioration avoisinant les 3% du rendement de conversion. La résistance de contact a été mesurée par la méthode des lignes de transmission (TLM) qui permet de caractériser le contact sérigraphié avec le silicium et avec le SnO2. Nous avons remarqué que cette dernière ne s’est pas trop dégradée avec le dépôt SnO2.Item Elaboration de supports membranaires à base d’argile Algérienne et étude comparative de membranes minérales en ultrafiltration(2005) Khider, Khelidja Nee MoultiItem Corrélation entre microstructure, processus de division, propriétés physiques dimensionnelles et surfaciques des poudres SnO2 élaborées par voie chimique en vue de leur application dans des domaines diversifés (céramiques)(2007) Chemani, Halima Nee KechafLe développement continu des céramiques de hautes performances et la fabrication de composants plus précis nécessitent une amélioration des caractéristiques mécaniques des matériaux. Pour cela il faut considérer la diminution de cristallites et la dimension de défauts dans la structure du matériau ce qui donnent de bonnes capacités de frittage. Une répartition de particules étroite abaisse la densité apparente des poudres [1] Les propriétés d’un grand nombre de matériaux sont conditionnées par leurs microstructures, une simple variation de température et de temps de traitement influent sur cette dernière. Le paramètre moteur de ces transformations est la différence d’enthalpie libre entre la phase libre de transformation et la phase de formation. Dans un grand nombre de cas les transformations de phases sont amorcées par un processus de germination et de croissance parfois même de vieillissement, le tout responsable de la diversité de comportement que peuvent subir les différents minéraux [2]. La chimie a joué un rôle clé dans le développement en particulier dans la préparation de poudres bien adaptées au processus de frittage. Les méthodes de préparation chimique mettent en jeu des procédures classiques de précipitation ou sol / gel + complexes. Ces dernières ont été exploitées pour mettre au point des poudres de dimensions de particules, des distributions de dimensions et une pureté définie. La plupart de ces méthodes produisent des particules très petites plus ou moins agglomérées. Les poudres sont amorphes, cristallines ou, pour des raisons non encore élucidées, peuvent présenter des phases métastables ou inattendues. Avecla mise en disposition de telles poudres et avec d’autres améliorations de procédés, la relation entre dimension , taille de cristallites, frittage , microstructure en résultant peut être suivie de façon plus fiable [3, 4,5].Notre présente étude consiste à l’élaboration et la caractérisation d’une poudre de SnO2 Ce type de matériau présente de nombreuses applications potentielles liée à leur inertie chimique, conductivité électrique et leur propriété de surface[6] Le procédé consiste à faire réagir dans un premier temps l’acide nitrique sur l’étain métallique puis en second lieu faire réagir deux types de solutions concentrée, diluée d’acide perchlorique sur l’étain métallique . Les précipités obtenus ont subis des vieillissements de zéro semaine, une semaine, quatre semaines permettant une meilleure cristallisation du produit. Après filtration, lavage, séchage. Les produits obtenus sont calcinés à des températures de 500°C, 700°C, 900°C. La caractérisation des poudres s’est portée sur l’analyse de la taille des cristallites, la dimension des grains leur distribution, leur croissance, la porosité, la surface spécifique, la surface de fracture par analyse d’image représentent autant de facteurs déterminants de la matière. Le principal objectif est l’adaptation de ces poudres pour de nouvelles applications industrielles. L’activation du frittage et l’arrêt de croissance des grains étaient étudiés par ajout d’un agent de frittage à différentes concentrations et différentes températures. La ségrégation de ce dernier à la surface du grain de SnO2 pour une température de 1200°C et une teneur de 2% d’additif ( Fe2O 3 ) donne une couverture d’interphase de l’ordre de 3,50% pour une surface spécifique de 17.51 m2 / g Les céramiques obtenues été moins denses. Pour atteindre des densités élevées il est nécessaire de faire des traitements thermiques assez rapide La taille de pores diminuait en fonction de l’augmentation de la température. Les cristallites été coordonnées avec 3 à 4 nombres de coordination ce qui conduisait a obtenir des surfaces spécifiques plus faibles. Ces principales propriétés nous ont conduit à élaborer des dépôts en couches minces avec ce type de poudre par procédé PECVD en vue de leur futur application comme barrière de protection contre la diffusion des vapeurs polluantes d’oxyde de chrome provenant des parois de fours de verre et réagissant avec les éléments de ce dernier en donnant des chromates.Item Contribution au développement de cellules solaires au silicium multicristallin par gettering au phosphore et atomisation d’émulsions dopantes(2009) Bouhafs, DjoudiLes travaux de recherche effectués dans le cadre de cette thèse ont pour objectifs : L’amélioration de la qualité électrique des substrats de silicium multicristallin obtenu dans notre Unité par le procédé de tirage à échangeur thermique (HEM), avec le gettering externe au phosphore. L’élaboration d’une nouvelle source dopante au phosphore pour réaliser des émetteurs n+p sur des substrats de silicium multicristallin (Si-mc). Dans la première partie, nous avons procédé à l’étude du gettering externe par diffusion de phosphore appliqué sur des plaquettes de Si-mc HEM/UDTS. Deux sources ont été utilisées pour effectuer le gettering ; une source préforme avec un gettering homogène et une source liquide de POCl3 avec deux schémas : gettering homogène et étendu. L’application du gettering externe par source liquide de POCl3 dans un four de diffusion conventionnel ainsi que par les sources préformes, ont conduit à une nette amélioration de la durée de vie (τeff). Les valeurs initiales mesurées sur des substrats de Si-mc sont de l’ordre de 3 à 8 μsec. Nous avons obtenu une nette augmentation de la durée de vie de 15 à 37μsesc avec les procédés homogène et étendu par source liquide POCL3, et 20 μsec avec gettering par des sources préformes. Dans la deuxième partie, nous avons développé une nouvelle émulsion dopante au phosphore pour la réalisation de l’émetteur de n+p. Plusieurs solvants organiques ont été utilisés avec l’acide H3PO4 pour préparer l'émulsion dopante. Les meilleures couches déposées sur des substrats de Si-mc, par la technique d’atomisation ’’Spray’’, sont obtenues avec la solution H3PO4: sec-butanol. Les émetteurs obtenus sont caractérisés par des profondeurs de jonction de 0.2 à 0.7 μm et une résistivité de 10 à 86 Ω/ . Ces valeurs sont compatibles avec le procédé de fabrication de piles solaires à base de silicium multicrystallin. Les émetteurs réalisés par cette technique, possèdent des caractéristiques similaires à ceux réalisés avec des techniques chères et complexes telles que la diffusion par sources liquide POCL3Item Conception et analyse mécanique de confinement des éléments cylindriques en béton à renforts mixte(2009) Ghernouti, YoucefNotre projet consiste en une expérience sur l'effet de l'oncorporation des ajouts minéraux dans le béton. Trois ajouts: le laitier granulé d'El Hadjar, lapouzzalone et le calcaire sont broyés en trois finesses (8500, 9500 et 11000 cm2/g) et incorporés dans le ciment avec différentes tenneurs (15%, 5%, 10%) respectivement, en substituant les fines argikeuses du sable, afin d'améliorer la stabilité chimique et les propriétés physico-mécaniques du béton conservé dans quatre milieux de conservation (eau potable, cycle air-eau, eau séléniteuse et eau de mer)