Génie Mécaniques
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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 Maintenance conditionnelle par analyse vibratoire : application aux roulements à bille(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2023) Belaid, Siham; Lecheb, Samir(Directeur de thèse)On sait que les roulements à billes ont des effets considérables sur les vibrations du système de transmission, surtout en présence de défauts locaux ainsi que de fissures. ? cet effet, le présent document est consacré sur le diagnostic de la croissance des fissures dues aux chocs et aux vibrations des roulements à billes à l'aide d'une analyse vibratoire. Notre travail est d'abord consacré à l'étude du comportement statique du roulement à billes en déterminant les contraintes et les déplacements, puis l'étude de son comportement dynamique en déterminant les cinq premières fréquences naturelles. Ensuite, une étude d'analyse dynamique du roulement a été effectuée avec des défauts en fonction de la longueur et de l'emplacement des fissures. Les résultats obtenus, ont montré clairement que les fréquences naturelles diminuent de manière non-linéaire avec la croissance de la longueur de la fissure, d'autre part les contraintes augmentent avec la présence des points singuliers de la fissure. Cette diminution des fréquences naturelles peut être utilisée comme indicateur de l'état de défaillance, c'est-à-dire utilisée comme paramètre de diagnostic et de dépistage, ainsi que pour mettre en évidence la durée de vie en fatigue du roulementItem Couplage de la méthode d’analyse vibratoire avec des méthodes du soft-computing pour la détection et la localisation des endommagements dans les structures(2020) Zenzen, Roumaissa; Belaidi, Idir (Directeur de thèse)La problématique de l'identification, de détection et de quantification des endommagements dans les structures est posé de façon cruciale et représente un grand défis dans le domaine de la recherche, de par les exigences de plus en plus élevées imposées par la construction de systèmes de haute sécurité en mécanique et en aéronautique, d’ouvrages d’arts en génie civil. Les concepteurs aient dès le début du siècle reconnu l’importance de la mécanique vibratoire pour la prédiction du comportement dynamique des structures. L’explosion récente des moyens informatiques a permis de franchir un grand pas dans l’approche rationnelle de la conception et de l’optimisation des systèmes mécanique. Ceci a permis de développer des techniques d’identification des endommagements dans les structures fiables. L'objectif principal de cette thèse est l'identification d’endommagements dans les structures à l'aide de techniques qui exploitent des mesures vibratoires, de les localiser et de déterminer leur profondeur, afin d'évaluer la durée de vie des structures et de réduire les coûts d'entretien. Pour atteindre cet objectif nous avons proposé un nouvel indicateur de détection d’endommagements basé sur la technique de transmissibilité pour améliorer le rapport de réponse en fréquence locale (LFCR) combiné avec le ANN. L’indicateur proposé est permis de réduire le nombre de collectes de données utilisées dans la technique ANN pour une prédiction rapide et avec une plus grande précision au lieu de collecter des données d'analyse modale. Ainsi une technique de surveillance de l'état de la structure (SHM) pour l'identification des endommagements dans des structures poutres et en treillis utilisant des données de fonction de la réponse fréquentielle (FRF) couplées avec des techniques d'optimisation est présenté. L’algorithme génétique (AG) et l’algorithme de chauve-souris (BA) sont utilisés pour estimer l'emplacement et l’ampleur des endommagements. Les deux techniques d'optimisation sont couplées à des structures modélisées à l'aide de la méthode des éléments finis (FEM). L'approche est basée sur la minimisation d'une fonction objectif en comparant les FRF mesurés et calculés