Génie des Matériaux
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Item Comportement en fatigue des matériaux composites avec différentes fréquences d'essai(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2025) Harb, Noura; Bezzazi, Boudjema(Directeur de thèse)Le concept de fatigue ou d'endommagement en fatigue désigne une variation du comportement d'un matériau suite à une sollicitation mécanique cyclique répétée, ce qui provoque une rupture précoce de la pièce pour des amplitudes souvent bien inférieures à celles observées en monotone. La relation entre le niveau de chargement appliqué et le nombre de cycles à la rupture d'un matériau définit généralement son comportement en fatigue. Le niveau de charge maximum, la fréquence d'essai et le rapport de charge R sont des paramètres qui affectent l'endommagement du matériau. Afin d'étudier le comportement en fatigue des matériaux composites avec différente fréquences d'essai, Nous avons effectué une série d'essais avec des fréquences de 35, 38 Hz, 40 Hz, 45 Hz, 47 Hz et 50 Hz sur des échantillons stratifiés à fibre de verre, stratifiés à fibre de carbone et stratifiés hybrides à fibre de verre et de carbone avec différents plis de fibres pour illustrer l'impact de la fréquence d'essai sur le comportement en fatigue des composites. L'analyse des résultats nous permet de conclure que les matériaux ne résistent pas à des fréquences d'essai élevées, en utilisant des niveaux de chargement supérieurs à soixante pour cent de la charge maximale. L'auto-échauffement augmente la température. L'accumulation d'énergie générée à chaque cycle de vie entraine la création de défauts thermiques. La température augmente à mesure que cette énergie dissipée se transforme en chaleurItem Influence du vieillissement sur les propriétés physiques et mécaniques de différents elastomères(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Kherbouche, Ahlem; Bezzazi, Boudjemaa(Directeur de thèse)Les effets de deux types de noir de carbone (N220 et N550), sur les caractéristiques ultimes du caoutchouc naturel (NR) ont été étudiés de manière comparative. L'étude comparative a été réalisée à l'aide d'analyses du comportement rhéométrique, le comportement mécanique telle que la résistance à l'abrasion la dureté surfacique et la résistance à la traction , Les résultats obtenus ont montré qu'il existe des taux optimaux de charges qui ont la meilleure influence sur les propriétés, dus à une meilleure dispersion et mobilité des chaînes en caoutchouc, sont la principale raison de l'amélioration des résultats. Selon ces résultats nous avons choisis deux taux de chargement 10 phr et 20 phr et un caoutchouc naturel non chargé, pour étudier le comportement au vieillissement accéléré pendant 7 jours a quatre température -15°C 0°C 50°C et 100°C respectivement . L'objectif principal de ce travail est de développer une formule améliorée pour un composé industriel à base de caoutchouc naturel peut résister à des températures plus élevéesItem Contribution à l'étude de bioadsorbants issus de la biomasse à des fins de dépollution(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Sadoun, Louiza; Benmounah, Abdelbaki(Directeur de thèse)Cette étude met l'accent sur le développement de biomatériaux à partir de biomasses de déchets d'arbres sous forme de sciure de bois de chêne zeen comme matrice principale. Tous d'abord la sciure a été utilisée sous sa forme brute (SCZ), pour être traités chimiquement par l'acide phosphorique et thermiquement afin de préparer deux biochars à deux températures différentes (SCZ4 et SCZ6). Ensuite la sciure a été encapsulée en utilisant l'alginate de sodium pour obtenir un matériau sous forme de sphères (Al/SCZ). En fin, au mélange précédent (sciure/alginate), un autre polymère (l'acide humique) a été rajouté, pour élaborer d'autres sphères (AH/Al/SCZ). Tous les matériaux obtenus ont été rigoureusement caractérisés par diverses méthodes à savoir : FTIR, MEB, DRX, ATG et BET. Leur chimie de surfaces a été également déterminée par la méthode de Boehm et la mesures du point de charge nulle (pHpzc), leur structure poreuse a été réalisée par la détermination de l'indice d'iode et l'indice de bleu de méthylène. Les propriétés adsorbantes des matériaux ont été évaluées en mode discontinu par l'adsorption de bleu de méthylène, de vert de malachite, de CrVI) et de Cu(II). L'influence des différents paramètres tels que le temps de contact, le pH, la température, la concentration initiale en polluant et la masse du matériau a été étudiée. Les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont également été examinées et analysées à l'aide de différents modèles mathématiques classiques. Les résultats ont montré que les processus sont régis par des cinétiques du deuxième ordre. L'étude thermodynamique a révélé que tous les processus d'adsorption étaient spontanés, et favorables. Les sphères hybrides ont montré une bonne efficacité de régénération même après quatre cycles d'adsorption-désorption. Les différents bioadsorbants préparées ont montré des capacités d'adsorption intéressantes qui peuvent constituer une alternative peu coûteuse pour le traitement des eaux contaminées par les polluants organiques et inorganiquesItem Etude du comportement en statique et en fatigue des structures soudées(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Djili, Abderrahmane; Bezzazi, Boudjemaa(Directeur de thèse)Alléger les structures métalliques tout en conservant leurs performances en termes de résistance mécanique est une des priorités de l'industrie du transport de nos jours. Ce travail réalisé à l'unité de recherche matériaux procédés et environnement d'université de Boumerdes en collaboration avec le laboratoire des sciences, procédés et matériaux LSPM université Paris 13, dans le cadre d'un projet de recherche visant à contribuer à la compréhension des comportements des structures soudées par friction malaxage FSW. Ce travail traite le comportement mécanique en statique et en fluage d'alliages d'aluminium (séries 2000) soudés par FSW. Des essais de traction, des essais de disque à pression et des essais de fluage ont été réalisés. L'étude micrographique a une hétérogénéité microstructure à travers les joints FSW. Cette hétérogénéité se manifeste à travers les profils de micro dureté et celui des contraintes résiduelles. Relier les hétérogénéités microstructurales induites par le FSW et le comportement mécanique des soudures FSW est l'un des objectifs de ce travail. Les essais de traction ont été réalisés sous corrélation d'images numériques afin de pouvoir analyser les champs de déformations local et global. Certains essais de traction ont été réalisés sur des éprouvettes vieillies naturellement pendant 24 mois. L'objectif était de mesurer l'effet du vieillissement naturel sur les propriétés mécaniques, notamment la ténacité. Des essais de fluage à la température ambiante et avec des contraintes de valeurs inférieures à la limite d'élasticité pour cinq heures n'ont montré aucune modification du comportementItem Modélisation et caractérisation expérimentale du comportement en flexion des mortiers et bétons autoplaçants fibrés (fibres métalliques) : influence du dosage et de la répartition des fibres(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2023) Kheddache, Lynda; Safi, Brahim(Directeur de thèse)Cette thèse a pour but de mettre en évidence l'influence du dosage et de la répartition des fibres sur le comportement en flexion des mortiers et béton autoplaçants et à proposer un model numérique décrivant le comportement en flexion des mortiers autoplaçants à base de fibres métalliques, tenant en compte l'influence de la répartition des fibres dans la matrice cimentaire. Ce model nous permettra de mieux comprendre l'influence de la mise en œuvre des mortiers fibrés (répartition des fibres) sur la ductilité des structures en béton autoplaçants. La première partie du travail sera consacrée à l'étude expérimentale de l'influence des dosages et la répartition des fibres au sein de la matrice cimentaire sur le comportement en flexion des mortiers et bétons autoplaçants. La seconde partie de travail sera consacrée à la modélisation du comportement mécanique de ces mortiersItem Elaboration électrochimique et caractérisation des nanofeuillets de ZnO(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2022) Taleb, Samia; Dokhan, Nahed(Directeur de thèse)L'oxyde de zinc (ZnO) est un semi-conducteur transparent à large gap direct (3,37 eV) qui possède de nombreuses propriétés extrêmement attrayantes pour diverses applications, aussi bien dans le domaine optique, catalytique ou piézoélectrique. Ce travail de thèse avait pour objectif d'élaborer des nanofeuillets (ou nanoplaquettes) de ZnO destinées à une application dans les cellules solaires à colorant. En effet, la faible épaisseur et la large surface de ces nanostructures leur permettent une meilleure adsorption du colorant et ainsi augmenter le rendement de ces cellules solaires. Dans le présent travail, les nanofeuillets ZnO ont été préparés par électrodéposition en mode potentiostatique via deux systèmes électrochimiques distincts : un système à trois électrodes et un autre à deux électrodes. Pour les nanofeuillets ainsi élaborés, nous avons étudié l'influence de divers paramètres expérimentaux comme la concentration des précurseur, le potentiel cathodique, la température du bain électrochimique, l'ajout d'un dopant (magnésium) ainsi que l'application d'un champ magnétique faible (56 mT). Nous avons alors comparé les propriétés structurales, microstructurales, morphologiques et optiques des échantillons élaborés. Enfin, nous avons exploré l'impact d'un champ magnétique faible, appliqué durant l'électrodéposition, sur les propriétés de corrosion des nanofeuillets de ZnO obtenusItem Elaboration de nanostructures de ?-Fe2O3 et de rGO-CuS : application en photocatalyse(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Mokhtari, Salim; Dokhan, Nahed(Directeur de thèse)Le travail entrepris dans cette thèse s’articule autour de deux axes. Le premier concerne l’élaboration, la caractérisation et l’étude de nanostructures d’hématite (?-Fe 2 O 3 ) élaborées par oxydation thermique d’un fer pur ayant préalablement subi un prétraitement de surface. L’analyse morphologique a révélé la croissance en nanofeuillets dont la forme, la densité et l’espacement étaient fortement impactés par le prétraitement. L’influence du prétraitement fut également notable : sur la structure cristalline et les propriétés microstructurales (augmentation de la taille des cristallites et diminution de la microdéformation), sur les propriétés optiques (réduction de la bande interdite), sur les caractéristiques électrochimiques (décalage cathodique du potentiel de bande plate et augmentation de la densité de porteurs de charge), sur les paramètres de corrosion en milieu basique avec un accroissement de la résistance de polarisation et une diminution du courant et de la vitesse de corrosion. Enfin, sur l'activité photocatalytique de dégradation du bleu de méthylène par une augmentation de la constante de vitesse de dégradation. Le second axe de cette thèse concerne la synthèse du nanocomposite rGO-CuS (oxyde de graphène réduit-Covellite) par une méthode simple, peu coûteuse et respectueuse de l’environnement, selon un processus hydrothermal mono-étape sans surfactant. Le nanocomposite ainsi élaboré a montré une réponse électrochimique révélant un comportement pseudo-capacitif avec une capacitance spécifique de 418 F.g -1 . L’activité catalytique sur 4-Nitrophenol a également été investiguée et une réduction quasi-complète (99%) de 4-Nitrophenol en 4-Aminophénol a été atteinte en 6 min. Enfin, des tests d'adsorption de rhodamine B ont montré que le nanocomposite permettait, en 35 min, l’élimination complète par adsorption de la rhodamine B (5uM)Item Etude comparative de deux matériaux composites de même renfort et de matrices différentes(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2021) Chebbab, Brahim; Bezzazi, Boudjemaa(Directeur de thèse)Cette thèse consiste en une étude comparative des propriétés mécaniques de deux matériaux composites l’une à matrice thermoplastique (PEHD) et l’autre thermodurcissable (EPOXY) renforcé des particules d’argile. Ce document fait l’objet d’une étude expérimentale pour la mise en œuvre de ces deux matériaux nanocomposites. Nous avons procédé à une optimisation chimique appliquée sur les particules d’argile par la caractérisation du comportement mécanique ainsi que l’endommagement de matériau composite élaboré. Le travail est basé sur le mode opératoire optimisé suivant : un mélange de thiosulfate de sodium (Na 2 S 2 O ) et d’argile refroidi et centrifugé pendant 15 mn. Le culot d’argile est rincé deux fois par un HCL à 0,05 M durant 3 à 4 heures. Les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenues sont relatives à la fraction massique d’argile traitée et non traitée. On constate que le module de Young est modifié en fonction de la variation des charges massiques d’argile traitée injectée ; sachant qu’il connait une nette amélioration par rapport au PEHD vierge de même pour la limite élastique et la contrainte de rupture. Cette variation positive est atteinte à un maximum de 7% de charge massique d’argile traitée. Au-delà de ce taux, le matériau composite connait une chute de ces mêmes paramètres et ce, en raison de la forte concentration d’argile. La microscopie électronique à balayage (MEB) permet de mettre en évidence les différences microstructurales denses entre les granules des éprouvettesItem Recyclage et valorisation des sables de fonderie dans la fabrication des nouveaux bétons : utilisation en tant qu’ajout et agrégats fins(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2021) Sebki, Ghania; Safi, Brahim(Directeur de thèse)Les déchets industriels ont trouvés leur place comme matériaux cimentaires dans la fabrication des bétons ou des mortiers de ciment. Parmi ces déchets les sables de fonderie. Les sables de fonderie sont des sous-produits de l’industrie de la fonderie. Dans le procédé de moulage de pièces métalliques, les fonderies utilisent un sable fin siliceux associé à d’autres matériaux tels que l’argile ou des liants organiques. Ce sable peut être recyclé mais le nombre réutilisations de celui-ci est limité. Quand le sable n’est plus réutilisable pour l’industrie de la fonderie, il est mis en décharge. Les sables de fonderie sont donc susceptibles de constituer une matière première d’un coût assez faible pour la fabrication des bétons hydrauliques. Pour cette raison, les recherches continues pour trouver des constituants rentrant dans la formulation des bétons spéciaux afin de diminuer le cout de la fabrication de ces bétons. A cet effet, le but de cette étude est de voir la possibilité de réutiliser le déchet du sable de fonderie (SNVI-Rouiba) en tant que sable (par substitution partielle ou totale du sable naturel 0-5mm) et comme ajout cimentaire (par une substitution partielle de ciment) pour produire des mortiers ou des bétons autoplaçants. Ce travail présente une étude expérimentale sur la formulation et caractérisation physico-mécanique des mortiers et bétons autoplaçants à base de ce type de déchetItem Elaboration, caractérisation et durabilité des matériaux composites à base de tanin(Université M'hamad Bougara : Faculté des Sciences, 2021) Hamadi, Zeyneb; Chaid, Rabah(Directeur de thèse)Cette étude constitue à une contribution à la recherche de nouveaux matériaux écologiques originaires à partir de ressources végétales Algériennes. Elle vise, à l’exploitation des fibres naturelles extraites de la plante d’Alfa, de particules de bois et des noyaux d'olives, dans l’élaboration des biocomposites utilisant des colles naturelles à base de tanin de Pinus Halepensis. La caractérisation des composites élaborés montre des propriétés mécaniques satisfaisantes pour une utilisation en milieu sec. Dans cette étude aussi, des mousses rigides ont été préparées à partir de tanin de Pinus Halepensis (PG). Le matériau préparé a été utilisé comme adsorbant efficace et respectueux de l'environnement pour éliminer le chrome (Cr (VI)), considéré comme le polluant le plus toxique des eaux usées