Thèses de Doctorat et Mémoires de Magister
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Item Approches expérimentale et numérique couplées basées sur l'analyse par la méthode des éléments finis (MEF) et les réseaux neuronaux artificiels (RNA) pour l'évolution de l'endommagement dans les matériaux composites stratifies(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Zara, Abdeldjebar; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)Dans nos travaux de thèse, nous présentons une approche innovante qui repose sur l'exploitation des fréquences naturelles pour la détection et la localisation des dommages, dans le cadre de la surveillance de l'état des structures en matériaux composites stratifiés en GFRP, que nous avons fabriqués selon la technique de moulage au contact. Pour ce faire, nous avons développé et mis en œuvre une approche numérique couplée. Dans un premier temps, une analyse numérique par éléments finis a été réalisée sous l'environnement ABAQUS, afin de simuler le comportement vibratoire des poutres GFRP, qu'elles soient endommagées et non endommagées. L'objectif était de générer les données d'entraînement nécessaires à l'alimentation d'un réseau de neurones artificiels (ANN). Ensuite, nous avons appliqué une technique hybride E-JAYA-ANN pour prédire la longueur des fissures, en utilisant diverses données d'entrée. Cette méthode a permis d'évaluer la précision du modèle proposé, en la comparant avec d'autres approches telles que les couplages JAYA-ANN, WOA-ANN et AOA-ANN, permettant ainsi de mettre en évidence les performances de notre approche. L'utilisation des réseaux neuronaux artificiels (ANN) en combinaison avec des techniques d'optimisation méta-heuristique vise à améliorer la précision des résultats obtenus. Ce processus repose sur une modification des poids et des biais des connexions neuronales, effectuée par rétropropagation (BP). Cette optimisation permet d'ajuster ces paramètres afin de minimiser la fonction d'erreur en fonction des valeurs d'entrée et des résultats souhaités. Ainsi, cette approche représente une avancée significative pour la surveillance et la prédiction de l'état des structures dans des applications d'ingénierie. Dans une deuxième étape, nous avons mis en place une approche couplée impliquant une analyse numérique par éléments finis (MEF) réalisée sous l'environnement ABAQUS, afin d'évaluer l'influence des paramètres géométriques, tels que la variation du nombre de couches et de leurs orientations, sur les propriétés mécaniques des composites stratifiés en CFRP. Le modèle MEF utilise le critère de dommage de Hashin pour simuler le comportement des composites sous flexion. Par la suite, la technique d'optimisation hybride E-JAYA-ANN a été appliquée pour prédire ces propriétés lors des tests de flexion. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux fournis par la technique hybride JAYA-ANN, permettant ainsi une meilleure compréhension de l'influence de la géométrie sur l'optimisation de l'architecture des composites stratifiés à fibres unidirectionnelles, dans la phase d'élaboration des matériaux composites considérésItem Performance des composites stratifiés : caractérisation, simulation numérique et optimisation basées sur une approche hybride(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Fahem, Noureddine; Belaidi, Idir(Directeur de thèse)Ce travail de thèse explore le comportement des matériaux composites renforcés par des fibres de verre et de carbone, en utilisant différentes architectures de stratification. L'objectif est de développer une compréhension approfondie des phénomènes complexes qui régissent leur comportement, en combinant des méthodes expérimentales et numériques. Des modèles numériques par éléments finis (2D et 3D), intégrant des critères de dommage, ont été utilisés pour étudier l'influence de divers paramètres géométriques, matériaux et d'endommagement, tels que la séquence d'empilement des couches, l'hybridation, les propriétés mécaniques des matériaux sur la réponse mécanique globale du composite. Ces modèles numériques sont développés en utilisant le logiciel Abaqus, un outil d'éléments finis commercial bien connu. Pour améliorer la précision des prédictions, l'intelligence artificielle, et plus précisément les réseaux neuronaux artificiels (RNA), est mise en œuvre en combinaison avec des techniques d'optimisation métaheuristique (PSO, JAYA, JAYA A). Ces modèles RNA prédit la force maximale, le module d'élasticité et l'empilement optimal des couches, en utilisant diverses entrées telles que la longueur des fissures, les contraintes et les déplacements. L'étude vise à évaluer la précision de ces techniques d'apprentissage automatique dans la prédiction du comportement des matériaux compositesItem Caractérisation des réservoirs par les méthodes(Université M'Hamed Bougara Boumerdès, 2020) Ketteb, Rachid; Djeddi, Mabrouk( Directeur de thèse)Depuis la première phase mise en production d’un réservoir pétrolier, les spécialistes suivent d’une manière ininterrompue son évolution. L’accomplissement de cette tâche nécessite la compréhension de la distribution spatiale des propriétés pétrophysiques du réservoir telles la porosité et la perméabilité, les ingénieurs en réservoir ingenniering ont à leur disposition les données de puits (diagraphies, carottes). Malheureusement ces données fournissent des informations locales et limitées à l'emplacement des puits, par conséquence les modèles de réservoirs modélisés avec seulement ces données diagraphiques sont donc mal conditionnés dès que l'on s'éloigne des puits. Il est donc évident que les diagraphies seules ne suffisent pas pour contraindre les modèles de réservoir. Pour remédier à ce problème, ces données doivent être complétées par des informations géologiques de nature statique portant sur la taille des objets sédimentaires, leurs formes, etc. à cet effet, la prise en compte des données sismiques dans la modélisation des réservoirs peut remédier au problème d’insuffisance d’informations entre les puits. Nous proposons une technique qui nous permettra d’associer toutes les données (diagraphies, sismiques) afin de faire une modélisation des réservoirs plus proche à la réalité. Cette technique est connue sous le terme : méthodes géostatistiques par l’approche bayésienne. Nous utiliserons cette technique pour modéliser la porosité du réservoir « Tensleep »Item Isolement et caractérisation de microorganismes halophiles à partir d’écosystèmes aquatiques salins et recherche de lipase d’intérêt environnemental et industriel(2020) Akmoussi-Toumi, SihamLes lipases halophiles présentent un intérêt industriel en raison de leur grande stabilité, non seulement à des concentrations élevées en sel, mais également à divers égards, tels que la stabilité à haute et basse température et vis-à-vis des solvants organiques. Dans ce travail des approches culturales en combinaison avec des méthodes moléculaires ont été utilisées pour l’isolement et caractérisation de microorganismes halophiles à partir d’écosystèmes aquatiques salins producteurs de lipases, ainsi que leur caractérisation. Une vingtaine de souches archéennes et bactériennes halophiles ont été isolées, purifiées et caractérisées. Les résultats montrent une grande diversité concernant leurs aptitudes biotechnologique à produire des enzymes hydrolytiques, il en ressort que huit souches se sont révélées les plus actives en montrant des activités enzymatiques intéressantes, particulièrement la souche ATS1 qui a affiché le meilleur potentiel de production de lipase, protéase et tannase parmi toutes les souches halophiles étudiées. Cette dernière a été choisi grâce à son large spectre d’activité lypolytique afin d’être investigué pour la production et caractérisation de lipase halophile. La caractérisation biochimique et la séquence du gène ARNr 16S, la souche ATS1 ont été identifiées comme étant un membre des halobacteria, famille des Haloferacaceae. La séquence complète du gène de l'ARNr 16S de la souche ATS1 montrait une similarité de séquence significative à 98% de celle de la souche ATCC 33500T de Haloferax mediterranei. Ces résultats suggèrent fortement que cet isolat peut être attribué à la souche Haloferax mediterranei CNCMM 50101. La caractérisation biochimique la lipase (HML) produite par la souche Haloferax mediterranei CNCMM50101, a montré que l’optimum de production de l’enzyme lipase est obtenu avec 50 U/mL après 72 heures d’incubation à 150 rpm avec 5% d’inoculum, 15% NaCl, pH 7, 40°C, 0,1% d’extrait de levure comme source d’azote et l'huile d’olive et amidon comme inducteur et source de carbone. La caractérisation de l’extrait lipolytique pure montre que le pH optimum est de 7 et la température optimale est de 60°C. Le calcium à 2 mM améliore considérablement la thermoactivité et la thermostabilité de l’enzyme. Cette Archée halophile extrême produit une seule lipase monomérique de masse moléculaire environ 45 kDa déterminée par SDS-PAGE et confirmée par l'analyse spectrométrie de masse (MALDI-TOF / MS), avec une masse moléculaire de 45 011,09 Da. La HML a montré une activité spécifique plus élevée sur les triacylglycérols avec les acides gras à longues chaînes, ce qui indique que la HML est une vraie lipase. Cette enzyme était complètement inhibée par PMSF et DFP, suggérant qu'elle appartenait à la famille des lipases à sérine. HML a montré une tolérance élevée aux solvants organiques, une stabilité exceptionnelle en présence des agents de surface, agents oxydants et auxiliaires ainsi qu’une compatibilité considérable avec divers détergents commerciaux liquides et solides. L’ajout de la lipase HML à la solution détergente améliore les performances du détergent iSiS dans le sens d’une meilleure élimination des tâches d’huile. La lipase HML de Haloferax mediterranei CNCMM50101 semble être intéressante et pourrait être utilisée dans des applications biotechnologiques comme additif biologique dans les détergents liquides et solides et biocatalyseur en synthèse peptidique. Le suivi du traitement biologique des margines à 50% par Haloferax mediterranei CNCMM50101 durant un mois a permis de constater l’existence d’une corrélation entre l’abattement de la DCO et celui des composés phénoliques avec un coefficient de corrélation très significative de 0,99. Ainsi, qu’entre la réduction des AG libres et la DCO avec un coefficient de corrélation de 0,98. Ceci nous laisse déduire que la production de la biomasse provient en grande partie des produits de la dégradation des composés phénoliques et lipidiques. L’étude préliminaire de la production de l’enzyme lipase et tannase par Haloferax mediterranei CNCMM50101 en utilisant les margines à 50% comme milieu de culture a donné des résultats encourageants. Cette production d’enzyme lipase et tannase est accompagnée par des taux d’abattement des composés phénoliques avec des taux de 83,55%, et de 53, 93% d’acides gras libres. L’augmentation des taux de réduction de ces composés organiques est accompagnée par la réduction de la DCO qui atteint 94,18% au 28ème jour. Ainsi, Haloferax mediterranei CNCMM50101 est donc capable à la fois de traiter les margines à 50% et de produire des activités enzymatiques de type lipase et tannase qui présentent une haute valeur industrielle. Ainsi cet effluent ne peut être considéré comme source préjudice pour l’environnement mais un milieu de culture stable est facilement exploitableItem Synthèse de catalyseurs et application dans l’isomérisation des xylènes(2003) Gourine, NadirLes xylenes sont obtenus a partir du processus reforming catalytique et le procede de pyrolyse ; la fraction C8 aromatique issue de la distillation du reformat contient les xylenes dans leur melange a lپfequilibre thermodynamique (o-xylene . 25%, m-xylene . 50% et le p-xylene . 25%) et lپfethylbenzene en quantite plus elevee quپfa lپfequilibre (10% a 40% au lieu de 7%). Lپfortho-xylene et surtout le p-xylene sont des substances de base essentielles pour lپfindustrie de chimie organique et, specialement pour lپfobtention des plastifiants, resines, fibres et films polyesters ; le m-xylene lپfisomere qui est produit en grande quantite nپfoffre pas un grand interet et il est plus souvent converti en o-xylene et en p-xylene. Lپfisomerisation des xylenes (et des trimethylbenzenes) est une reaction bien connue de la catalyse acide. Cette reaction se produit par un mecanisme monomoleculaire impliquant comme etape cinetiquement limitante lپfisomerisation par sauts de methyle dپfions benzenium intermediaires. Ceci explique que, en absence de limitations diffusionnelles, un schema successif serait observe. Par ailleurs, les vitesses dپfisomerisation du meta-xylene en ortho et en para-xylene sont tres voisines. Toutefois, lپfisomerisation des xylenes peut egalement se produire par un mecanisme bimoleculaire impliquant des reactions successives de transmethylation. Lپfexistence de ce mecanisme a ete recemment demontree en phase gaz. Ce mecanisme permet lپfisomerisation directe des isomeres ortho et para ; de plus, la transformation du meta-xylene en ortho-xylene est plus rapide (environ 4 fois) que son isomerisation en para-xylene. La premiere etape du mecanisme est la dismutation du xylene en trimethylbenzenes et toluene. Les trimethylbenzenes, beaucoup plus reactifs que le toluene et que le xylene, reagissent sur ce dernier (transalkylation) avec formation des isomeres du xylene et regeneration de trimethylbenzenes. Le present travail vise a synthetiser une serie de catalyseurs (zeolithe NaX, catalyseur a base de nickel et a base de cobalt), et lپfetude de la reaction de lپfisomerisation du m-xylene pur en phase vapeur sur ces derniers. Une caracterisation de ces catalyseurs a ete faite a savoir la surface specifique, le rayon moyen des pores, lپfacidite de surface et enfin par une analyse aux Rayons X. Les catalyseurs a base de nickel et de cobalt nپfont aucun effet pour la reaction de lپfisomerisation du m-xylene. Apres avoir proceder a un echange ionique avec les ions ammonium de la zeolithe NaX et ceci dans le but dپfacceder a la forme protonee de ce catalyseur on a pus obtenir une transformation du meta-xylene en ortho- et en para-xylene. Une optimisation concernant le rendement de cette reaction en fonction de la temperature et la vitesse spatiale a etait mene et enfin une etude cinetique a ete realisee