Doctorat
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Item Analyse du comportement hydrodynamique des paliers fluides poreux, sous l'effet des contraintes géométriques et mécaniques(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Ifrah, Walid; Chellil, Ahmed(Directeur de thèse)Les paliers fluides poreux autolubrifiants (PFPA) occupent une place importante dans l'éventail des solutions technologiques, particulièrement dans les applications où la maintenance est limitée. Cependant, leur principal avantage " la porosité " induit une dégradation de leurs performances hydrodynamiques. Dans le présent travail, nous proposons une étude par voie de simulation numérique et d'optimisation, visant à démontrer que la texturation de surface peut contrecarrer ces effets négatifs et améliorer significativement le comportement d'un palier poreux autolubrifiant de dimension finie, soumis à une charge statique et fonctionnant en régime hydrodynamique stationnaire. Notre approche est basée sur la résolution numérique d'un modèle couplé, intégrant l'équation de Reynolds pour le film fluide et l'équation de Darcy pour la matrice poreuse. Ce modèle a été implémenté dans un code de calcul, discrétisé par un schéma de différences finies centrées et résolu par la méthode itérative de Gauss-Seidel avec sur-relaxation. La validation du modèle numérique a été rigoureusement menée par la comparaison des résultats obtenus avec plusieurs études expérimentales et théoriques de la littérature, mettant en exergue un très bon accord. Une stratégie d'optimisation topologique basée sur l'Algorithme Génétique Binaire (AGB) a ensuite été développée et appliquée pour identifier la distribution de textures optimale maximisant l'épaisseur minimale du film. Enfin, une étude de l'influence de différents paramètres interactifs, tels que la perméabilité du milieu poreux, la vitesse de rotation, la charge appliquée et la profondeur des textures, sur les performances du palier optimalement texturé a été menée et discutéeItem 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 paysItem Electrical systems faults diagnosis based on thermography and machine learning techniques(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Mahami, Amine; Benazzouz, Djamel(Directeur de thèse)The goal of using AI-driven conditional monitoring in electrical devices is to monitor and trace the beginning and development of deterioration prior to a failure. This degradation eventually results in a system malfunction that impacts the availability of the whole system. Early identification allows for a planned shutdown, averting catastrophic failure and guaranteeing more cost-effective and dependable operation. This study is divided into two major parts: the first part deals with the identification and categorization of faults in induction motors, and the second part deals with the detection and classification of faults in transformers. In machine health management, condition monitoring and problem diagnostics of electrical machines are important study areas. Using infrared thermography method (IRT), a new noncontact and nonintrusive experimental framework is used in the first portion of this thesis to monitor and diagnose defects in a three-phase induction motor. Using IRT to obtain a thermograph of the target machine is the first step in the process. The Speeded-Up Robust Features (SURF) detector and descriptor are then used to extract fault features from the IRT images using the bag-of-visual-word (BoVW) technique. Then, a group learning method known as Extremely Randomized Tree (ERT) is applied to automatically detect different types of induction motor defect patterns. Based on experimental IRT images, the efficacy of the suggested method is evaluated, showcasing its potential as a potent diagnostic tool with superior classification accuracy and stability over alternative approaches. The second part of the thesis presents an experimental framework that uses infrared thermography (IRT) to monitor and diagnose transformer defects in a non-intrusive and non-contact manner. Using IRT to obtain a thermograph of the intended machine is the first step in the process. GIST features are then taken from the database's reference image and every other image. Finally, a machine learning technique known as Support Vector Machine (SVM) is used to automatically identify different fault patterns in the transformer. Based on experimental IRT images and diagnostic results, the efficacy and capacity of the proposed method are assessed, demonstrating its potential as a potent diagnostic tool with high classification accuracy and stability. This method improves operational reliability by facilitating the early identification and detection of transformer failuresItem Analyse du comportement mécanique des structures en matériaux complexes avec dépendance fréquence température(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Zerrouni, Nassim; Grine, Ali(Directeur de thèse)Les élastomères magnéto-rhéologiques (MRE), aussi appelés " Matériaux complexes " ou "Matériaux intelligents", sont des matériaux composites caoutchoutiques contenant des particules ferromagnétiques. Leurs propriétés mécaniques peuvent être modifiées par l'application d'un champ magnétique. Cette étude se concentre sur la caractérisation expérimentale du comportement mécanique des EMR sous l'influence de la température, de la fréquence d'excitation et du champ magnétique. Des échantillons anisotropes d'EMR ont été préparés à partir de l'élastomère RTV141 chargé à 25% de particules ferromagnétiques. Les résultats expérimentaux révèlent une dépendance significative des modules d'élasticité et de perte en fonction de ces paramètres. De plus, une étude numérique et expérimentale a été menée sur une poutre sandwich à support simple, composée de faces en aluminium et d'un cœur en EMR, soumise à un chargement magnéto-mécanique en flexion. Les résultats montrent que l'intensité du champ magnétique influence de manière significative la flèche de la poutre. Ces recherches ouvrent des perspectives prometteuses pour l'utilisation des EMR dans des applications d'isolation vibratoire adaptativesItem Etude théorique des propriétés structurales, mécaniques et thermiques des alliages heusler(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Kadri, Salim; Tourab, Mohamed(Directeur de thèse)Les composés de la famille des demi-Heusler (Half-Heusler) sont très connus dans le monde de la physique des matériaux et des semi-conducteurs. Cette famille de matériaux a des propriétés mécaniques, thermiques et thermoélectriques adaptables aux domaines électriques et microélectroniques. De nos jours, cette famille de composés constitue encore une cible privilégiée à travers leurs propriétés obtenues, soit par une élaboration concrète, soit par la simulation ab-initio. La démarche entreprise dans ce travail est de choisir un nouveau composé, similaire au polysilicium, de le traiter par simulation numérique et de prédire les performances de l'actionneur électrothermique de ce nouveau matériau avant son élaboration. A cet effet, nous avons choisi les composés demi-Heusler, sur lesquels nous avons mené une étude ab-initio en appliquant la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) afin de déterminer les propriétés élastiques. Pour la résolution de cette théorie (DFT), la méthode FP-LAPW (ondes planes augmentées) sous code Wien2k a été appliquée avec utilisation de l'approximation GGA-WC (gradient généralisé). Profitant de la puissance des deux codes de calculs Gibbs et Boltztrap, la résolution des équations quasi-harmonique de Debye et de Boltzmann nous ont conduit à déterminer quelques propriétés thermiques et de transports. Par la suite, l'exploitation de ces propriétés dans un modèle de simulation multiphysique sous Ansys a permis de prédire et d'observer l'état de l'actionneur avec les propriétés physiques du nouveau composéItem Modélisation et simulation multi-echelles des ecoulements multiphasiques en milieux poreux fracturés(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Djebouri, Hassane; Mohammedi, Kamal(Directeur de thèse)Le déplacement d'un fluide par un second fluide non miscible est un processus qui présente un intérêt fondamental en raison de leurs implications dans de nombreuses applications technologiques, en particulier dans l'industrie pétrolière. Dans cette étude numérique, nous nous sommes intéressés au problème d'instabilité de l'interface eau-huile dans un milieu poreux. Cette instabilité affecte négativement le taux de production car elle est la cause principale d'un mauvais balayage. Pour remédier à ce problème, des techniques appelées EOR (Enhance Oil Recovery) ont été développées et utilisées. Cependant, ces méthodes présentent des inconvénients d'ordre technique, économique et environnemental. Par conséquent, nous avons exploré l'effet de l'hétérogénéité du milieu poreux et de la présence de fracture sur le comportement de l'interface et sur le degré de l'instabilité dans un modèle Five-spot. Les résultats obtenus montrent que les régions à fortes perméabilités favorisent le développement et la croissance des doigts visqueux. En revanche une faible perméabilité ralentit le déplacement et favorise la fusion des doigts. Le comportement linéaire du nombre de doigts en fonction du temps a été également observé. Ces résultats peuvent conduire à l'amélioration de la performance globale du processus de récupération du pétrole et une utilisation contrôlée des techniques EORItem Etude d'une aube de turbine en fonction de la statique et du choc dynamique(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Djedid, Toufik; Nour, Abdelkader(Directeur de thèse)Dans ce travail, les propriétés mécaniques statiques et d'impact des matériaux composites de différents renforts ont été étudiés. En premier lieu, deux variétés de composites sandwichs (Carbone-Alfa/Epoxy et Kevlar-Alfa/Epoxy), élaborés d'une matrice de résine époxy renforcée par une fraction volumique de 40wt. % de tissu de fibres longues d'Alfa, ont été proposées pour la fabrication de pales de turbines éoliennes. Un traitement alcalin et thermique a été réalisé pour améliorer la liaison interfaciale entre le tissu Alfa et la matrice. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la microscopie électronique à balayage (MEB) et l'analyse de la décomposition chimique des fibres Alfa ont montré l'efficacité de ce traitement alcalin avec une augmentation de la cellulose et une bonne adhésion interfaciale entre les fibres traitées et la matrice. En deuxième lieu, une structure sandwiche en élastomère magnétorhéologique à cœur en nid d'abeille a été élaborée dont les propriétés mécaniques peuvent être modulées en fonction des conditions d'exploitation (pression, vitesse). Dans ce but, une structure en nid d'abeille a été étudiée expérimentalement, avec et sans application du champ magnétique, et enfin, une analyse numérique de la structure a été faite par la MEF sous le code de calcul Abaqus et les résultats ont été comparés et discutésItem Analysis of bearings defaults using machine learning techniques(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Moussaoui, Imane; Benazzouz, Djamel(Directeur de thèse)Rotating machines have become ubiquitous in contemporary industries, playing a pivotal role in various applications. The consequences of defects in these machines extend beyond mere technical issues, potentially leading to substantial economic losses and posing a significant threat to human safety. Operators often grapple with the intricacies of troubleshooting these complex systems, where a single mistake can have catastrophic consequences. One of the most critical elements in these machines is the bearings. Consequently, numerous researchers have dedicated their time and efforts to addressing this matter. While extensive studies have been conducted in this field, a common limitation is the focus on constant-speed scenarios. In reality, rotating machines typically operate under non-stationary conditions, making constant-speed techniques largely theoretical. This thesis is divided into two essential parts. The first part addresses the challenges of diagnostic resolution under time-varying conditions. Given the dynamic nature of the working environment, understanding and mitigating faults in non-stationary conditions is imperative for practical applications. Our method aims to tackle the diagnostic issue under time-varying conditions. The technique was tested on a bearing database collected under time-varying conditions, containing three types of faults. Vibrational signals are initially processed using the Empirical Wavelet Transform (EWT) to extract AM-FM modes. Subsequently, a list of features is extracted from these modes. For feature selection, the Clan-Based Cultural Algorithm (CCA) is employed, and model training utilizes the Random Forest algorithm. The results demonstrate the robustness of the diagnostic process despite varying conditions. The second part focuses on feature selection, which plays a crucial role in controlling the quality of the diagnostic system and reducing misleading factors. This area of research is increasingly attracting attention, with numerous methods developed. However, many of these techniques require in-depth domain knowledge, particularly concerning parameter tuning and result interpretation. In this work, we introduce a robust technique based on standard deviation and Random Forest methods for sequential feature selection. The method was tested on three different bearing databases, including time-varying conditions, and three signal decomposition techniques (EWT, EMD, and MODWPT). It provided promising results in terms of both quality and quantity, being user-friendly and not demanding extensive knowledge in the optimization fieldItem Caractérisation mécanique sous contrainte de chocs dynamiques d'un matériau composite à renfort végétal(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Baali, Besma Randa; Nour, Abdelkader(Directeur de thèse) AbdelkaderLe présent travail explore les composites à base de fibres de Sisal et d'Alfa, ainsi qu'un hybride des deux, avec des fractions volumiques de 30% et 40%, utilisant une résine époxy comme matrice. Une méthode efficace d'extraction a produit des fibres de haute qualité, et un traitement chimique au NaOH a renforcé leurs propriétés mécaniques et leur liaison avec l'époxy. Les analyses FTIR ont identifié les composants des fibres, tandis que la décomposition chimique a fourni des données quantitatives sur l'élimination des impuretés et l'augmentation de la cellulose. L'analyse thermogravimétrique a montré une meilleure résistance thermique des fibres traitées. Les observations microscopiques ont révélé des changements structurels significatifs, et les essais de traction ont démontré une amélioration notable des propriétés mécaniques des fibres traitées. La méthode de moulage par transfert de résine (RTM) a permis de fabriquer des composites de haute qualité, caractérisés par une surface lisse. Les tests de traction ont montré la supériorité des matériaux tissés par rapport aux mats, avec des performances optimales pour les composites renforcés à 40% d'Alfa. Les essais d'impact ont démontré une résistance de 10J pour les composites à 30% et de 25J pour ceux à 40%. Les essais de fatigue cyclique ont souligné la durabilité accrue des composites tissés à 40% d'alfa, suivis par les hybrides alfa-sisal, ouvrant la voie à des applications durables et performantesItem Etude et prédiction de la rupture mécanique des matériaux composites stratifiés(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Bensalem, Abdelhafid; Lecheb, Samir(Directeur de thèse)Un scénario de rupture complexe peut être engendré par des contraintes non homogènes dans un matériau composite stratifié, où un point peut provoquer une rupture et influencer sur d'autres points. La méthode a été proposée afin de prédire le comportement non linéaire et la zone de rupture du matériau. Elle repose sur la théorie de la plaque stratifiée, l'approche d'approximation numérique, le critère de rupture séparative et le modèle de réduction de rigidité. Les contraintes sont prises en compte dans le plan. La méthode est mise en œuvre à l'aide du logiciel de calcul MATLAB