Thèses de Doctorat et Mémoires de Magister
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Item Mise en place d’une méthodologie de dimensionnement couplée à des méthodes d’optimisation géométrique pour l’analyse et le contrôle des performances des turbomachines axiales compressibles(2018) Ait Chikh, Mohamed Abdessamad; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)Les turbomachines sont omniprésentes dans notre environnement domestique et industriel. Les applications vont de la climatisation à la distribution d’eau et de l’automobile aux moteurs aéronautiques et navals. La conception de ces machines pose un problème complexe de design, dont la résolution nécessite une expérience approfondie, en raison d’un grand nombre de paramètres de conception à considérer, toujours plus grand que le nombre d’équations possibles. Le développement actuel de nouveaux outils numériques et de méthodes d’optimisation performantes et pertinentes, ont permis de rendre plus flexible et plus rapide la procédure de résolution. Cette dernière est basée sur le paramétrage de la géométrie, un modèle pour l’évaluation de la performance d’une géométrie donnée, et la définition d’une fonction objectif et des contraintes pour comparer des solutions. Dans ce présent travail, nous mettons en exergue la nécessité de mettre en oeuvre une approche d’optimisation du design, dans le cadre de la conception des turbomachines axiales de compression à fluide incompressible (pompe et ventilateur). L’approche proposée est basée sur le design inverse analysé par la méthode directe, et son couplage avec des méthodes d’optimisation de type bio- et socio-inspiré dans leur version mono- et multi-objectif, à l’exemple des algorithmes génétiques (GA), de l’optimisation par essaime particulaire (PSO), de la recherche de coucou (CS) et de l’optimisation basée sur l’enseignement et l’apprentissage (TLBO). Différentes formulations d’optimisation sont proposées et adaptées à la résolution du problème du design des turbomachines considérées. Chaque formulation représente une approche, basée sur des nouvelles fonctions objectif, avec prise en compte d’un nombre de contraintes géométriques et mécaniques le plus élevé possible. Enfin, les résultats du design optimal des machines considérées ont été validés par simulation numérique basée sur la dynamique des fluides numérique (CFD), et dans certains cas, par comparaison avec des approches de design relevées de la littérature consultéeItem Caractérisation des propriétés physiques et mécaniques des nanocomposites à matrice PA et PE chargés avec de la montmorillonite et du graphène(2018) Rahmaoui, Fath Eddine Zakaria; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)Dans ce travail de thèse, l’influence des nanoplaquettes de graphène commercialisées (Gr) sur les propriétés de deux matrices thermoplastiques à l’état solide et à l’état fondu a été étudiée, en comparaison avec deux types d’argile organiquement modifiées (OMMT1 et OMMT2). Le premier volet est consacré à l’étude des nanocomposites à matrice apolaire (le polyéthylène haute densité) chargé avec de l’argile organiquement modifiée (OMMT1) et/ou du graphène (Gr). L’utilisation d’un compatibilisant, le polyéthylène greffé anhydride maléique, mène à un nanocomposite, avec des propriétés rhéologiques et mécaniques améliorées au détriment des propriétés mécaniques à la rupture. Par ailleurs, le compatibilisant réduit le degré de dispersion des particules de graphènes en fragilisant le matériau dû à la diminution de la viscosité durant le malaxage. Plus intéressant encore, les nanocomposites constitués de nanoplaquettes d’argile et de graphène simultanément montrent de meilleures caractéristiques de renforcement à l’état solide et à l’état fondu. Ce résultat peut être partiellement expliqué par la viscosité élevée des nanocomposites à charge d’argile qui aide à séparer les particules de graphène durant le malaxage. La seconde partie est liée à l’étude des nanocomposites à matrice polaire (Le polyamide-12) chargée avec de l’argile organiquement modifiée (OMMT2) et/ou du graphène (Gr). Il a été constaté que le taux d’augmentation de la rigidité dans les nanocomposites à 5% d’OMMT2 est plus élevé que celui à 2% d’OMMT2. L’étude rhéologique a confirmé l’intérêt de combiner les nanocharges OMMT2 et graphène et indique la présence d’un réseau de percolation renforcé. De plus, il a été constaté que plus la viscosité du nanocomposite à charge d’argile est élevée, plus les particules de graphène sont minces, ce qui résulte en un renforcement plus solideItem Réduction de modèle par PGD dans les problèmes d'élasto-hydrodynamiques liés aux paliers lisses(2017) Cherabi, Bilal; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)La résolution numérique des problèmes de lubrification hydrodynamique des paliers lisses par les méthodes classiques (différences finies, éléments finies) nécessite des temps de simulation longs et une capacité de stockage importante qui rend le cout de calcul très élevé. Afin de pallier les limitations en terme de taille du problème à résoudre (grand nombre de d.d.l), des méthodes de réduction de modèle basées sur la séparation des variables ont été développéesItem Identification de fissures basée sur le couplage réduction de modèle et algorithmes bio-inspirés(2016) Benaissa, Brahim; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)Les techniques de contrôle non destructifs (CND) utilisent généralement un principe basé sur des capteurs afin de localiser les dommages, ceci exige une bonne maîtrise des techniques d'emploi des capteurs. Les méthodes numériques pour l'identification de fissures sont par contre très développées et représentent un alternatif, basée sur des méthodes de simulation numérique, telle que la méthode des éléments de frontière, mais dans la pratique n'est pas encore vulgarisée, en raison de coût de calcul élevé. Nous présentons dans ce contexte une nouvelle approche pour l'identification de fissure, dont le problème mathématique sous-jacent est basé sur l'élasto-statique bidimensionnelle. La solution proposée est basée sur la réduction de modèle et la paramétrisation, en introduisant la méthode de " décomposition orthogonale des valeurs propres " (Proper orthogonal decomposition - POD), couplée avec les " Réseaux à fonctions de base radiales" (Radial Basis Functions - RBF). Ces fonctions sont appliquées pour estimer notamment les champs de déplacement mesurés aux bords des structures étudiées, qui correspondent aux paramètres géométriques de la fissure. La procédure d'identification de fissures inverse proposée, est basée sur la minimisation de l'erreur normalisée entre les valeurs de déplacement aux nœuds de frontières de référence et celles calculées, et fait appel aux algorithmes d'optimisation bio-inspirés, de type génétique classique (AG) et l'optimisation par essaim de particules (PSO). Ces derniers sont en effet connus pour leur capacité à éviter les minimums locaux, entre autres…. L'efficacité de l'approche et la stabilité de l'algorithme d'identification ont été testées, en introduisant un bruit gaussien dans les données d'entrée, tandis que la validité de la méthode d'identification de fissure proposée a été démontrée à travers une étude comparative, pour un nombre de points de capteur réduit