Liste des Mémoires de Magister
Contrôle des matériaux composites par ultrasons
Comme tous les matériaux utilisés dans l’industrie, les matériaux composites doivent être caractérisés et contrôlés afin de répondre à des règles de qualité et de sécurité souhaitées. Quoi que leurs propriétés anisotropes et viscoélastiques leurs confèrent un caractère particulier et complexe. La plupart des éléments utilisés dans l’industrie aéronautique par exemple, sont des structures minces de grande surface que l’on cherche à contrôler. En effet, les techniques classiques de contrôle non destructif par ultrasons telles que l’échographie, demeurent longues. C'est pourquoi, les ondes de Lamb sont les plus performantes pour le contrôle de ces structures. Ces ondes ont l’avantage de mettre en vibration la totalité de l’épaisseur de la plaque et offrent ainsi, la possibilité de détecter des défauts en surface ou internes quelle que soit leur profondeur. Le travail présenté dans ce mémoire étudie l'interaction du mode de Lamb fondamental (S0) avec différents types de défauts de géométrie simple. Les matériaux étudiés sont des plaques relativement minces, il s’agit de deux types de structures composites aéronautiques à matrice polymère : sandwich à nid d’abeilles d’aluminium et stratifié carbone époxy. Un dispositif expérimental a été mis au point afin de générer et de détecter des ondes de Lamb par contact à l’aide de transducteurs piézo-électriques. La comparaison d’un signal de référence, c’est-à-dire d’un signal enregistré lorsque l’onde traverse une zone saine, et d’un signal ayant subi des modifications liées à l’interaction avec un défaut, doit rendre compte de la présence d’un endommagement dans la structure, de le localiser et d’en estimer l’ampleur. Pour connaître l’emplacement et la taille réelle de défauts, des images échographiques conventionnelles C-scan et B-scan ont été réalisées. Finalement, afin de tenir compte de l’atténuation résultant de nombreux phénomènes plus ou moins complexes tels que la viscoélasticité anisotrope et la dispersion auxquels nous serons confrontés dans le cas d’un composite, des mesures de la vitesse d’énergie et l’atténuation pour différentes fréquences sont effectuées. Voir les détails
Mots clés : ultrason, onde de Lamb, dispersion, images C-scan, matériaux composite
Elaboration et caractérisation de couches minces de ZnO déposées par pulvérisation DC.
Le développement de la conversion photovoltaïque pour la génération d’énergie et la réduction des couts d’investissement et ainsi que celui des composants électroniques reste par excellence le sujet d’actualité.Dans ce cadre une catégorie de matériaux dit TCO (oxydes conducteurs transparents) a attiré une grande attention ces dernières années grâce à leurs remarquables propriétés (optiques, structurales et électriques, opto-électriques, piézo-électriques, magnétiques………….).L’oxyde de zinc (ZnO) est un matériau faisant partie de la famille des oxydes transparents conducteurs (TCO), sa non-toxicité (contrairement, par exemple, à l’indium dans l’ITO) et l’abondance de ses composants sur Terre font de lui un candidat idéal comme contact électrique transparent et diffuseur de la lumière pour les cellules solaires à base de silicium amorphe et/ou microcristallin. Ces TCO possédant un gap élevé (~ 3-4 eV) qui empêche d’absorber les photons ayant une énergie inférieure à ce gap, et donc les rend transparents à la lumière visible.Ces TCO sont des matériaux très utilisés, car beaucoup d’applications recherchent cette combinaison de la transparence optique avec la conductivité électrique. Le haut pouvoir diffusant des couches de ZnO permet de rallonger le chemin que la lumière parcourt dans la cellule solaire, et donc d’augmenter l’absorption optique et le courant photo-généré dans la cellule.De plus, le ZnO, lorsqu’il est exposé à un plasma d’hydrogène, est beaucoup plus stable que le SnO2 et l’ITO, dont la transmission optique est dégradée par ce plasma. Comme les couches de silicium sont, dans beaucoup de cas, déposées sur la couche de TCO, celle-ci est donc obligatoirement exposée à ce genre de plasma.Signalons enfin que ce matériau a été utilisé dans diverses applications (cellules solaires, en microélectronique, dans la réalisation des capteurs).Les propriétés des couches minces de ZnO (structurales, optiques et électriques) dépendent fortement des conditions de dépôt, comme la composition de phase du gaz, les conditions de plasma, la température de dépôt, la géométrie et la technique de croissance spécifique utilisée. Le ZnO en couches minces peut être élaboré par une multitude de techniques telles que la pulvérisation cathodique en RF, DC ou DC magnétron, par ablation laser, par épitaxie par jets moléculaires et bien d’autres méthodes. Parmi ces méthodes de dépôt, la pulvérisation cathodique DC est une technique prometteuse pour élaborer des couches minces de ZnO à basse température, avec une plus haute pureté, une composition mieux contrôlée et une force adhésive plus grande. La présentation de ce travail va donc s’articuler autour des chapitres suivants :Le premier chapitre, sera consacré à la présentation générale des propriétés de l’oxyde de zinc ZnO (structurales, optique, électrique, morphologiques,…).Le second chapitre reprend la description des mécanismes de formation des couches minces et les techniques de dépôt de ses dernières. La méthode d’élaboration, par pulvérisation cathodique DC, adoptée dans le présent travail sera présentée d’une manière plus détaillée.Le troisième chapitre concernera la description des montages expérimentaux utilisés dans ce travail, comme le banc de dépôt, la spectrométrie d’émission optique utilisée pour la caractérisation des constituants du plasma ainsi qu'une description des différentes techniques utilisées pour la caractérisation et l’analyse des couches minces de ZnO (transmission optique, diffraction des rayons X, RBS, MEB, photoluminescence et mesures de conductivité électrique).Enfin dans le dernier chapitre, nous présenterons les résultats des propriétés structurales, morphologiques, optiques et électriques de nos échantillons que nous discutons leur évolution en fonction des paramètres de dépôt adoptés durant la préparation des films. Les effets d’un recuit à 300°C sous vide secondaire sur les propriétés optiques, structurales et électriques des couches minces de ZnO seront discutés.Nous terminons ce manuscrit par une conclusion dans laquelle nous dégagerons l’ensemble des résultats significatifs que nous avons obtenus durant ce parcours de thèse tout en mettant en exergue les perspectives envisagées pour la suite de ce travail. Voir les détails
Mots clés : couches minces, ZnO, pulvérisation DC
Contribution à la modélisation des mécanismes de fluage-corrosion a haute température. Cas des superalliages à base de nickel riche en cobalt
Afin d'améliorer les performances des turbines à gaz, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de détérioration qui ont lieu pendant leur utilisation. Certaines pièces mécaniques constituant les turbines, telles que les aubes, sont soumises à de sévères sollicitations thermomécaniques dans un environnement corrosif. Cessollicitations conduisent à des endommagements de type fatigue thermomécanique, fluage et oxydo-corrosionqu'il importe de maîtriser afin de garantir la tenue en service. Cette thèse vise à apporter une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le fonctionnement des aubes de turbines à gaz. Les matériaux utilisés pour la fabrication de ces composants critiques sont des superalliages à base nickel.La partie expérimentale comporte la caractérisation du matériau de l’étude (aube turbine dont la provenance est du sud algérien In Amenas); du point de vue structural, microstructural (métallographie, microscopie électronique à balayage et en transmission) et mécanique (dureté Vickers) et l’effet d’un traitement thermique sur sa structure.Nous nous sommes intéressés à développer un modèle simple qui représente l'évolution de la vitesse de fluage stationnaire avec la contrainte et la température. Enfin nous avons abordé l’étude le comportement du matériau vis-à-vis de l’oxydation. Voir les détails
Mots clés : superalliage à base de nickel, aube de turbine, fluage, corrosion, haute température
Les modes hybrides le long d'une fibre optique de cœur d'une anisotropie tensorielle (cas faible guidage)
Dans ce travail, évaluation de fibres optiques : - À diélectriques : silice isotrope. - et de cœur d’une anisotropie tensorielle.Selon le cas du faible guidage. Une étude comparative a été menée où il a été déduit que la fibre à cœur chiral anisotrope apporte des améliorations intéressantes sur les paramètres caractéristiques de ce type de fibre. Cette étude était basée essentiellement sur celle de l’approche électromagnétique et La méthode de résolution analytique des équations de dispersion, adoptée pour chaque mode. Les résultats obtenus par cette étude étaient interprétés et comparés à ceux de la littérature pour des structures similaires. Voir les détails
Mots clés : chiralité, fibre optique, fibre optique à cœur chiral, fréquence de coupure
Analyses physico-chimique et rhéologique des boues d'épuration des eaux uséesde la ville de Guelma
In general, the sludge must be of agronomic interest, for this it must be easier to use, it means that sludge can be easily stored, transported and spread easily. More than the knowledge of the dry matter content, viscosity and physico-chemical composition are necessary to process optimization of storage and application techniques. However, the variable quality of output sludge treatment plant makes the heterogeneous volumes involved in the context of agricultural development.This study aims mainly to identify the rheological and physico-chemical parameters ofsludge. The quality of wastewater, treated wastewater and sludge is often determined by a set of physicochemical parameters. Applied to the treatment plant of Guelma city, il showed significant heterogeneity over months. For protection against wastewater pollution, they must be treated before being discharged into the environment by biological techniques of activated sludge. The purified water can be used for various purposes (irrigation, industry, etc ....), especially for Guelma’s zone which is agricultural.Our work is involved in the study and the characterization of wastewater entering the treatment plant and water discharges after treatment of the city of Guelma and in addition of the study and the characterization of sludge during treatment. Physical and chemical indicators of pollution are determined i.e.: the BOD5, COD, TSS, VSS, TKN, OPO4--, NO2 -, NO3 -, K +, Cl-... and the temperature, pH, dissolved oxygen, conductivity. This study is carried out for two months.Our results suggest that wastewater is polluted by organic pollution characterized by partially degradable waste and sludge is rich organic matter and mineral. Rheological study also showed that sludge is linear viscous and elastic behaviour.Finally, the use of sewage sludge has enabled is the best method of treatment because of its large reduction in pollution load Voir les détails
Mots clés : Keywords: sewage disposal, water treatment, physicochemical indicator, activated sludge.
Amélioration des performances de la reconnaissance automatique locuteur par des méthodes de fusion de données
Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous intéressons au problème d’amélioration des performances de reconnaissance automatique de locuteur en mode indépendant de texte par application des méthodes de fusion de données entre deux systèmes GMM-UBM et GMMSVM, puis ensuite, crée une application sous JAVA capable d’une part d’acquérir un signal audio et d’autre part de faire analyser celui-ci pour identifier ou vérifier le locuteur. Voir les détails
Mots clés : Reconnaissance automatique de locuteur, modèle de mélange gaussien GMM, modèle de monde UBM, GMM-SVM machines à vecteurs support, fusion de données
Synthèse de films TiO2 et étude structurale et optique
Les couches minces de TiO2 ont été préparées sur des substrats en verre (1-TiO2/verre, 5-TiO2/verre) et en Si polycristallin (1-TiO2/SP) par la méthode Sol-Gel. Les propriétés structurales, optiques et électriques des échantillons ont été analysées en fonction de la température de recuit dans l’intervalle de température 100- 500°C pour les échantillons 5-TiO2/verre et en variant le taux de dopage en cobalt (0%, 3% et 7%) pour les échantillons 1-TiO2/verre et 1-TiO2/SP. Les échantillons ont été caractérisés par la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie rétrodiffusion Rutherford (RBS), la microscopie à force atomique (AFM), la spectroscopie ellipsométrique et la spectroscopie UV-VISIBLE. Pour la série d’échantillons 5-TiO2/verre les spectres de DRX montrent que l’échantillon non recuit est amorphe et il se cristallise en phase anatase à partir de 300°C. La taille des grains et la rugosité moyenne des échantillons augmentent avec l’élévation de la température de recuit. Pour la série 1-TiO2/verre l’échantillon non dopé est amorphe et qu’il cristallise en phase anatase à partir d’un dopage de 3% en Co. L’étude AFM montre que la morphologie de la surface des échantillons dopés à 0% et 7% Co est poreuse avec des grains pyramidaux, tandis que pour l’échantillon dopé à 3% Co, la surface est plus compacte avec des grains aussi pyramidaux et une valeur de rugosité considérablement élevée. Pour les échantillons 1-TiO2/SP on constate l’apparition de la phase anatase à 0% et 7% Co et aussi, l’apparition d’un mélange anatase-rutile à 3% Co. Les films minces de 5-TiO2/verre sont transparents dans le visible et opaques dans l’UV. La transmission et le gap optique calculé diminuent aussi avec l’élévation de la température. Les valeurs de l’indice de réfraction et la densité de remplissage augmentent avec l’élévation de la température de recuit, et en même temps la porosité volumique diminue. Les valeurs des constantes diélectriques (ε (Re), ε (Im)), augmentent avec l’élévation de la température. Voir les détails
Mots clés : anatase, traitement thermique, dopage, indice de réfraction, gap optique, ellipsometrie
Étude du caractère incristant des eaux et sont inhibition par des essais chimique et d’électrodéposition
Les eaux souterraines du Hamma et Fourchi qui alimentent la ville de Constantine et Ain M’lila sont issues de terrains calcaires. Ces eaux ont une dureté de 57°F pour l’eau du Hamma ,87°F pour l’eau du Fourchi et donnent naissance à des dépôts compacts et adhérents de carbonate de calcium dans le réseau de distribution d’eau potable.Pour inhiber le pouvoir entartrant de ces eaux, un certain nombre de traitement chimiques et électrochimiques ( chronoampérométrie) ont été appliqués en présence de (Ca(OH)2, Na2CO3 et KH2PO4) pour limiter la précipitation du tartre.La et le carbonate de sodium sont utilisés à cause de leur très bas prix.L’inhibiteur d’entartrage KH2PO4 a la propriété de s’adsorber sur les germes de carbonate de calcium et de modifier leur croissance et leur morphologie à une très faible concentration (0.05mg/L).Les essais réalisés sur les eaux du Hamma et Fourchi en présence de (Ca(OH)2, Na2CO3 et KH2PO4) nous ont permis d’apporter des traitements d’adoucissement partiel et contribuer à résoudre le problème d’entartrage. Voir les détails
Mots clés : entartrage, carbonate de calcium, inhibition, Ca(OH)2, Na2CO3, KH2PO4
Mécanisme de formation de couches minces de Fer-Nickel obtenues par PVD
L’objet de notre étude ici, est la maîtrise de la fabrication des alliages Fe-Ni par Evaporation par Effet Joule (PVD) sous forme de couches minces sur un substrat en silicium, Pour cela, dans un premier nous avons déposé une couche de fer sur une couche de nickel sur un substrat de Si(111) et nous avons stimulé la réaction Fe-Ni par un traitement thermique (200, 400, 600°C), le résultat final et qu’il se formait des siliciures de Ni avant la réaction Fe-Ni. Dans un deuxième temps, nous avons évaporé du fer et du nickel mélangés (Ni (50%) Fe (50%)) dans un même creuset. La diffraction des rayons X et l’analyse RBS ont montré que la phase FeNi3 se formait à la surface de SiAvant cela, dans le but d’étudier la stabilité de l’interface Ni/Si en fonction de la température, nous avons préparé des couches minces de nickel (Ni) sur silicium monocristallin d’orientation (111) auxquelles nous avons fait subir des recuit aux températures de 200, 350, 400, 600, 750 et 800°C. Nous avons trouvé que les siliciures Ni2Si, NiSi et NiSi2 se formaient séquentiellement à mesure que la température de recuit est augmentée. Voir les détails
Mots clés : diffusion, Nickel, Iron, Thin films, Silicon, DRX, RBS
Étude de l'effet du recuit à haute température sur les propriétés des couches minces de ZnO déposées par spray pyrolyse pour application photovoltaïque
L’oxyde de Zinc est parmi les oxydes transparents et conducteurs les plus prometteurs dans le domaine du photovoltaïque. En effet, il joue le rôle de fenêtre optique permettant de capter plus de photons. Le présent travail consiste à étudier et comprendre le comportement du ZnO déposé par spray pyrolyse avec le recuit de frittage à hautes températures de la métallisation par sérigraphie.La métallisation par sérigraphie est la technique de fabrication par excellence de cellules solaires à l’échelle industrielle. On se focalise surtout sur les propriétés structurelles et chimiques.Dans le but d’augmentation du rendement de conversion des cellules solaires à base de silicium, une couche mince d’un oxyde transparent et conducteur TCO est déposée sur une jonction np. Cette couche mince ZnO doit subir le recuit de frittage de la métallisation par sérigraphie de 650°C à 900°C. Pour l’étude des propriétés structurelles et chimiques, des couches minces d’oxydes de zinc ont été déposées sur des substrats de quartz afin de supporter les hautes températures de la métallisation par sérigraphie. Il a été constaté une que les paramètres structurelles des couches déposées concorde avec la théorie ainsi que la composition chimique des couches n’est pas influencer par l’augmentation de la température de recuit ce que ne va pas nuire aux propriétés optiques qui est le but de notre travail. Voir les détails
Mots clés : couches minces, oxyde de zinc, électrodéposition, Piézoélectricité, métallisation par sérigraphie