Génie Mécaniques
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Item Analyse de la fiabilité structurelle et conception de réservoirs composites de stockage d'hydrogène(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Sid Amer, Youcef; Benammar, Samir(Directeur de thèse)L’object if de cette thèse est l’analyse de la fiabilité et la conception de réservoirs composites de stockage d’hydrogène à haute pression. Pour ce faire, deux approches ont été adoptées : dans le premier cas, la méthode de Monte Carlo est utilisée pour analyser les distributions des marges de sécurité et illustrer la variabilité de la réponse mécanique de la structure en fonction de plusieurs paramètres de conception. Dans le deuxième cas, la méthode de Subset Simulation est employée pour développer un cadre de calcul permettant la quantification des très petites probabilités de défaillance des réservoirs composites de stockage d’hydrogène à haute pression. L’étude a montré la faisabilité et la précision de ces deux méthodes dans la prédict ion de la pression d'éclatement. En outre, l’étude a révélé que les incertitudes associées à la pression interne et à l'épaisseur des couches circonférentielles affectent de manière significative la fiabilité de la structure et peuvent conduire à une réduction de la marge de sécurité et à la défaillance du réservoirItem Investigation du cliquetis dans les moteurs dual-fuel(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Benbellil, Messaoud Abdelalli; Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)L'épuisement des carburants fossiles, la pollution de l'environnement et l'augmentation rapide de la demande d'énergie ont motivé les chercheurs à réaliser, entre autres, des études pour développer le processus de combustion dans les moteurs. Les réglementations strictes visant à réduire les émissions nocives ont encouragé ces dernières années l'utilisation de carburants alternatifs à faible émission de carbone ou neutres en carbone combinés à de nouvelles technologies de contrôle des émissions. Le fonctionnement dual-fuel (DF) est une technique intéressante tant sur le plan économique qu'environnemental. Plusieurs études ont montré que ce concept est une voie prometteuse notamment pour contrôler les émissions de suies et de NO x , même pour les moteurs diesel existants. Cependant, pour être plus attractif, quelques aspects doivent être améliorés pour de meilleures performances et des émissions plus faibles. L'un des principaux problèmes du fonctionnement dual-fuel est qu' aux faibles charges, ces moteurs présentent un rendement inférieur à celui du fonctionnement au diesel. Les émissions d'hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde de carbone sont également plus élevées en dual-fuel. De plus, le risque cliquetis aux charges élevées nécessite une attention particulière. Le cliquetis est un phénomène néfaste, voire fatal dans certains cas, pour les moteurs et notamment ceux en fonctionnement dual-fuel. Le présent travail de thèse vise à améliorer ce mode de fonctionnement. A cet effet, l’impact de l'enrichissement des moteurs DF au GN avec des taux de participation élevés en H 2 , à diverses charges de moteur, est d’abord examiné comme technique d'amélioration de ce type de moteur. L'effet sur les caractéristiques de combustion, les performances, les émissions ainsi que le cliquetis est étudié expérimentalement. Le phénomène du cliquetis dans ces moteurs dual-fuel au HGN, a bénéficié d’un intérêt particulier. Des pistes sont proposées et examinées afin de l'éviter ou du moins retarder son apparition dans le cas spécifique de ce type de moteur. L'effet de la stratégie d'injection du carburant pilote (une seule injection et l'injection fractionnée) avec différents paramètres d'injection, à savoir l'instant d'injection et de préinjection, la pression d'injection et la quantité du pilote sur le cliquetis est étudié expérimentalement.Item Contribution à l’étude de moteurs fonctionnant en mode dual fuel : applications aux cas de moteur dual fuel (gazole – HCNG)(Universite de Boumerdes : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2022) Menaa, Abdenour; Lounici, Mohand Said(Directeur de thèse)L'épuisement des ressources fossiles, source primaire des carburants, et la dégradation de l'environnement sont les principales préoccupations du siècle. Parmi les contributeurs à ces deux problématiques, on cite le moteur diesel qui est largement utilisé en particulier dans le secteur des transports et de l'agriculture. A cet effet l'amélioration des performances de ce moteur et la réduction des émissions polluantes sont devenues les principaux objectifs de la recherche et du développement dans le domaine. Plusieurs solutions ont été proposées. On cite en particulier, l’utilisation de combustibles alternatifs, tel que le gaz naturel (GN). Elle s’avère très prometteuse. Ce carburant peut être utilisé dans le moteur diesel en mode dual fuel en raison de leur haute résistance au cliquetis. Le moteur dual fuel (DF) à gaz naturel, à l’encontre du moteur diesel, a plusieurs avantages à savoir son caractère économique et son faible taux d’émissions polluantes (NOx,CO et de particules de suie). Cependant, ce moteur souffre des émissions élevées de monoxyde de carbone et d’hydrocarbures imbrulés à faibles charges. Vu la disponibilité du gaz naturel à de faibles coûts et les réserves importantes dont dispose l’Algérie ; sa généralisation et l’amélioration des performances de moteurs DF au gaz naturel sont très recommandées. Une des voies attrayantes est l’enrichissement du gaz naturel par l’hydrogène. Toutefois, lors d’introduction du combustible gazeux dans le moteur, plusieurs aspects doivent être vérifiés ; en particulier lorsque l’hydrogène est utilisé. En effet, le risque d’apparition de la combustion anormale (retour de la flamme, préallumage, cliquetis) et les émissions des NOx, en particulier à fortes charges, doivent être examinés. C’est dans ce cadre que s’inscrit ces travaux de recherche portant sur l’étude de la valorisation de l’hydrogène, vecteur énergétique, par son utilisation dans les moteurs diesel et dual fuel au gaz naturel ainsi que l’optimisation de système d’admission du combustible gazeux. La première partie de cette thèse porte sur le dimensionnement et l’optimisation du système d’admission de carburant gazeux et la préparation du mélange air-gaz dans le conduit d’admission afin d’améliorer le remplissage et la qualité de formation du mélange air-carburant et éviter le retour de flamme. Cette partie est suivie par l’étude de l’effet du retard à l’injection du diesel sur les caractéristiques de combustion et les émissions de NOx. Enfin une comparaison entre le système d’admission de gaz combustible de type mélangeur et injection synchronisé est effectuée. Les résultats obtenus de la simulation numérique utilisant le code CFD ANSYS Fluent réalisée pour un moteur monocylindre dual fuel hydrogène-diesel, montre que le bon choix de la loi de levée (hauteur maximale de levée et angle fermeture soupape admission), les paramètres d’injection de gaz (pression d’injection, angle injection et inclinaison de l’injecteur) et le retard à l’injection de diesel permettent de contrôler et d’améliorer le fonctionnement de ce moteur. La seconde partie consiste en une investigation expérimentale de l’effet de l’ajout d’H sur les caractéristiques de combustion, les performances et les émissions polluantes d’un moteur diesel monocylindre et du moteur dual fuel au GN, à différentes charges du moteur et à un régime moteur constant. Les résultats obtenus ont montré une nette amélioration des performances énergétiques et environnementales du moteur diesel conventionnel avec l’addition d’hydrogène pour toutes les charges, en particulier pour un taux de substitution énergétique de 5%, à l’exception d’une légère augmentation des émissions de NOx aux fortes charges. Pour le fonctionnement dual (H GN-D), l’ajout de l’hydrogène conduit à l’amélioration du fonctionnement du moteur dual fuel au gaz naturelItem Utilisation des modèles cfd pour la simulation de l'ecoulement du vent sur un terrain complexe(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2021) Meziane, Fares; Mohammedi, Kamal(Directeur de thèse)Le présent travail consiste à simuler l’écoulement du vent sur la région de Hassi R’Mel caractérisée par une topographie accidentée. La première partie de ces travaux consiste en une évaluation et analyse statistique du potentiel éolien disponible sur le site de Hassi R’Mel en exploitant les données du vent fournies par l’Office Nationale de Météorologie (O.N.M) qui s’étalent sur la période 2003-2017, puis l’estimation de la quantité de l’énergie produite en utilisant six modèles de générateurs éoliens de puissances différentes (petites, moyennes, et grandes puissances). La seconde partie est centrée sur l’application du software WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program), basé sur les modèles numériques linéaires, pour l’analyse et la cartographie de la ressource éolienne disponible. Ce logiciel est appliqué pour toute la région de Hassi R'Mel puis pour quatre sites sélectionnées dans cette région, à savoir Telghemt, Delaa, Bouzbier, et Bellil. Ces sites sont, en premier lieu, caractérisés en termes du potentiel éolien. Ensuite, une étude de préfaisabilité de la production à grande échelle de l'énergie est effectuée en considérant deux éoliennes de grandes puissances, Bonus B54, Nordex N100. Dans la troisième partie de ce manuscrit, le Software WindStation basé sur les modèles de la dynamique des Fluides computationnelle (CFD) est appliqué en utilisant des données collectées au niveau de trois stations de mesure que nous avons mis en place à Hassi R’Mel, Telghemt, et Delaa, durant la saison du printemps 2012.Cette dernière étude a pour objectif la simulation du comportement du vent, qui est caractérisée par des vents forts et tempêtes de sable durant la période considérée. L’intérêt principal est la compréhension de l’effet de la topographie et la rugosité du sol sur le comportement de flux du vent. Enfin, l’étude d’un système de production d’hydrogène implanté dans les régions sélectionnées a été effectuée. L’aspect économique et environnemental a permis de mettre l’accent sur l’avantage de l’utilisation de l’énergie éolienne en termes du gain en quantités de dioxyde de carbone (CO2) émis dans l’atmosphère, ainsi que le coût de cette ressource énergétique qui devient de plus en plus compétitif