Liste des Thèses de doctorat
Elaboration and Characterization of BioComposites Reinforced with Washingtonia Filifera Vegetable Fibers
Les matériaux cellulosiques naturels sont des matériaux biodégradables qui jouent un rôle très important dans la protection de l'environnement par la compensation des substances qui contribuent à la pollution. Dans ce travaille de thèse, une nouvelle génération de biocomposites constitués de fibres végétales de Washingtonia Filifera est développée. Une étude détaillée sur les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques a été réalisée afin d’évaluer les différents domaines d’application.Les micrographies SEM ont montrés la présence d’une rugosité sur la surface longitudinale de la fibre, alors que l’utilisation des analyses expérimentales FTIR et DRX montrent que l’indice de cristallinité de est 48,88%. L'analyse thermogravimétrique ATG et DTG indique que les fibres WF sont thermiquement stables jusqu'à 200C° avec une énergie d'activation appropriée de 72,46 kJ / mol.Une étude thermo physique est effectuée sur les composites renforcés par des fibres de palmier Washingtonia filifera avec un taux de chargement de 20% (WF20% /PEHD). Les essais de traction donnent un module de Young 858.6 MPa, un allongement de 17% et une contrainte maximale 15 MPa, Des analyses thermiques ATG et DTG ont été réalisées expérimentalement par thermogravimétrie, les résultats montrent bien une stabilité thermique de ce composite à 210°C, une masse résiduelle de 2.5 avec température maximale de 745°C. L’analyse par DRX montre que l’indice de cristallite est 59.2% avec une taille de 23nm. Cette étude thermo-physique permet de choisir un biomatériau industriel dans des conditions réelles. Voir les détails
Mots clés : fibre végétale (WF), bio composite(WF20% /PEHD), DRX, ATG et DTG, traction
Conception des micro-résonateurs à base de cristaux photoniques pour des applications capteurs
Les CPs sont des matériaux dont l’indice de réfraction (RI) varie dans différentes directions de l’espace périodiquement. Comme les électrons dans les semi-conducteurs, les photons sont répartis dans une bande de transmission séparée par une bande interdite photonique. Cette analogie permet d’envisager l’utilisation de CPs pour diriger la lumière. L’objectif principal de cette thèse réside dans la conception de nouvelles structures à microrésonateurs à base de CPs pour des applications de détection fonctionnant dans le visible et le moyen-IR. Quatre conceptions ont été proposées, le premier biocapteur proposé est un capteur CP-2D à base d’une cavité en forme de capsule couplée à deux guides d’ondes pour la détection de différentes maladies au stade précoce et la sensibilité peut être améliorée jusqu’à la valeur la plus élevée de 609.25nm/RIU, un facteur de qualité (Q) de 3.8599×105a été obtenu. Une deuxième conception d’un biocapteur CP-2D à base de deux guides d’ondes W1 couplé à un défaut en forme d’anneau pour la détection des stades du paludisme a été présentée. Le dispositif proposé présente une sensibilité élevée de 702.96nm/RIU. Nous avons consacré une dernière partie de ce travail pour les capteurs fonctionnant dans le moyen-IR. Dans un premier temps, nous avons étudié une conception composée de deux guides d’ondes et une microcavité, en utilisant la méthode d’indice effectif et une sensibilité de 758nm/RIU a été atteinte. Dans le but d’améliorer la performance de capteurs à base de CP pour le moyen-IR, une deuxième conception d’un capteur à base de CP à fente pour la détection biochimique a été proposée et une sensibilité élevée de 938nm/RIU a été obtenue. En créant une microcavité dans la zone proche de la fente d’air, une sensibilité de 1343.2nm/RIU et un haut facteur de qualité (Q) d’environ 107ont été obtenus, ces valeurs donnent un (FOM) extrêmement élevé de l’ordre de 106 RIU-1. L’utilisation du capteur proposé pour la détection du méthane (CH4) révèle une sensibilité élevée de 1224.48nm/RIU. Nous avons effectuées toutes les simulations à l’aide des deux méthodes (PWE) et (FDTD) du simulateur FullWAVE et BandSOLVE de RSoft Photonic Suite CAD Voir les détails
Mots clés : Cristaux photoniques, l'optique intégrée, capteurs, guides d’ondes, microrésonateur, FDTD.
Conception des micro-résonateurs à base de cristaux photoniques pour des applications capteurs
Les CPs sont des matériaux dont l’indice de réfraction (RI) varie dans différentes directions de l’espace périodiquement. Comme les électrons dans les semi-conducteurs, les photons sont répartis dans une bande de transmission séparée par une bande interdite photonique. Cette analogie permet d’envisager l’utilisation de CPs pour diriger la lumière. L’objectif principal de cette thèse réside dans la conception de nouvelles structures à microrésonateurs à base de CPs pour des applications de détection fonctionnant dans le visible et le moyen-IR. Quatre conceptions ont été proposées, le premier biocapteur proposé est un capteur CP-2D à base d’une cavité en forme de capsule couplée à deux guides d’ondes pour la détection de différentes maladies au stade précoce et la sensibilité peut être améliorée jusqu’à la valeur la plus élevée de 609.25nm/RIU, un facteur de qualité (Q) de 3.8599×105a été obtenu. Une deuxième conception d’un biocapteur CP-2D à base de deux guides d’ondes W1 couplé à un défaut en forme d’anneau pour la détection des stades du paludisme a été présentée. Le dispositif proposé présente une sensibilité élevée de 702.96nm/RIU. Nous avons consacré une dernière partie de ce travail pour les capteurs fonctionnant dans le moyen-IR. Dans un premier temps, nous avons étudié une conception composée de deux guides d’ondes et une microcavité, en utilisant la méthode d’indice effectif et une sensibilité de 758nm/RIU a été atteinte. Dans le but d’améliorer la performance de capteurs à base de CP pour le moyen-IR, une deuxième conception d’un capteur à base de CP à fente pour la détection biochimique a été proposée et une sensibilité élevée de 938nm/RIU a été obtenue. En créant une microcavité dans la zone proche de la fente d’air, une sensibilité de 1343.2nm/RIU et un haut facteur de qualité (Q) d’environ 107ont été obtenus, ces valeurs donnent un (FOM) extrêmement élevé de l’ordre de 106 RIU-1. L’utilisation du capteur proposé pour la détection du méthane (CH4) révèle une sensibilité élevée de 1224.48nm/RIU. Nous avons effectuées toutes les simulations à l’aide des deux méthodes (PWE) et (FDTD) du simulateur FullWAVE et BandSOLVE de RSoft Photonic Suite CAD Voir les détails
Mots clés : taux photoniques, l'optique intégrée, capteurs, guides d’ondes, microrésonateur, FDTD.
Elaboration and Characterization of BioComposites Reinforced with Washingtonia Filifera Vegetable Fibers
Les matériaux cellulosiques naturels sont des matériaux biodégradables qui jouent un rôle très important dans la protection de l'environnement par la compensation des substances qui contribuent à la pollution. Dans ce travaille de thèse, une nouvelle génération de biocomposites constitués de fibres végétales de Washingtonia Filifera est développée. Une étude détaillée sur les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques a été réalisée afin d’évaluer les différents domaines d’application.Les micrographies SEM ont montrés la présence d’une rugosité sur la surface longitudinale de la fibre, alors que l’utilisation des analyses expérimentales FTIR et DRX montrent que l’indice de cristallinité de est 48,88%. L'analyse thermogravimétrique ATG et DTG indique que les fibres WF sont thermiquement stables jusqu'à 200C° avec une énergie d'activation appropriée de 72,46 kJ / mol.Une étude thermo physique est effectuée sur les composites renforcés par des fibres de palmier Washingtonia filifera avec un taux de chargement de 20% (WF20% /PEHD). Les essais de traction donnent un module de Young 858.6 MPa, un allongement de 17% et une contrainte maximale 15 MPa, Des analyses thermiques ATG et DTG ont été réalisées expérimentalement par thermogravimétrie, les résultats montrent bien une stabilité thermique de ce composite à 210°C, une masse résiduelle de 2.5 avec température maximale de 745°C. L’analyse par DRX montre que l’indice de cristallite est 59.2% avec une taille de 23nm. Cette étude thermo-physique permet de choisir un biomatériau industriel dans des conditions réelles Voir les détails
Mots clés : fibre végétale (WF), bio composite(WF20% /PEHD), DRX, ATG et DTG, traction
Etude de la structure et du comportement des alliages légers soudés par friction malaxage FSW
La course à l’allègement des aéronefs constitue aujourd’hui l’un des enjeux principaux de l’industrie aéronautique. L’utilisation de certains alliages d’aluminium couplés à de nouveaux procédés d’assemblages est une bonne réponse à cette problématique. Le procédé de soudage FSW permet notamment la réalisation d’assemblages multi-matériaux en s’affranchissant des problèmes de fusion. Dans le contexte industriel, cette étude constitue un élément de réponse à deux problématiques industrielles peu étudier dans le domaine du procédé FSW. Donc, la compréhension des relations entre le décalage de l’outil par rapport à l’interface originale de la soudure ainsi que la position de chacune des nuances utilisées (2024 « le moins résistant » ou 7075 « le plus résistant ») par rapport au sens de rotation et d’avance de l’outil, nous a permis de développer des tolérances de fabrications à imposer sur les bruts de soudage. Dans le contexte scientifique, l’objectif est d’étudier l’effet des hétérogénéités microstructurales induites par le soudage sur les hétérogénéités de comportement mécanique dans les joints soudés. La corrélation d’images numériques a été utilisée pour définir la réponse mécanique (σnominale – εvraie) dans chacune des zones constituant ces soudures. En complément, des essais sur des mini-éprouvettes prélevées dans l’épaisseur des joints ont permis d’établir le comportement local (σvraie – εvraie) dans chacune des zones du joint. La rupture des soudures FSW a été observée dans la zone située aux minima des profils de microdureté. Afin de mieux caractériser la soudure, il est nécessaire d’évaluer la répartition des contraintes résiduelles induites dans celle-ci. Ces dernières peuvent modifier la structure et les propriétés initiales du matériau. La méthode ultrasonore a été choisie en utilisant l’onde longitudinale subsurfacique (LS). Cette méthode a l’avantage d’être non destructive, rapide et applicable sur site. Voir les détails
Mots clés : FSW, d’aluminium, mécanique, microstructure, CIN, ultrason, contraintes résiduelles
L'effet de l'incorporation de Zn sur les propriétés physiques des couchesminces CdS pour cellules solaires de type (Cd, Zn) S/Cu2SnZnS4
Le but de ce travail est la réalisation des couches minces CdS par la technique Bain chimiquepour l’application photovoltaïque (cellule solaire). En effet, le cadmium est un élémenthautement cancérigène qui bien que présent en très faible quantité en tant que couche tamponet pouvant être recyclé en fin de vie des panneaux, Enfin, au niveau industriel, la synthèse dece composé s’effectue par CBD et entraine une rupture du vide sur la chaine de production,ainsi que des coûts occasionnés par le stockage de réactifs dangereux (cadmium, thiourée,ammoniaque) et le traitement des déchets toxiques pour cela on fait l'étude de l'effet del'incorporation de Zn sur les propriétés physiques des couche minces CdS pour cellules solairede type (Cd, Zn) S/ Cu(Sn, Zn)S2.Des couches minces de CdxZn1-xS ont été déposées sur des substrats en verre par uneméthode chimique simple et économique, c'est-à-dire le dépôt chimique en bain (CBD), pourleurs applications potentielles dans le photovoltaïque. Les propriétés structurales,morphologiques, chimiques et optiques des couches minces déposéesont été étudiées pardiffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage, UV-VIS et spectrométrieRaman. Les propriétés structurelles ont révélé que les couches minces déposées présentent à lafois des structures cristallines hexagonale et cubique. Les films minces CdxZn1-xS avec unegranulométrie comprise entre 6 et 25 nm et présentent une transmittance de 50 à 80% dans larégion visible. L'énergie de bande interdite optique de la couche mince déposée se situaiententre 2,6 et 3,6 eV, illustrant leur viabilité potentielle pour dispositifs optoélectroniques etphotovoltaïques. Voir les détails
Mots clés : couche mince, Bain Chimique(CBD), CdZnS, morphologie, propriétés Optique
Etude du Comportement de la barrièreisolante en vue de son optimisation
Ce travail concerneune étude expérimentale du comportement d'un intervalle isolant pointe-plan lorsqu'on lui insère une barrière isolante sous tension alternative et onde de choc de foudre positive. Il s'agit d'examiner la variation de la tension de disruption en fonction des dimensions géométriques de la barrière, de sa position dans l'intervalle et de sa nature. L'examen de l'effet de la pollution est aussi entrevu. En plus de la tension disruptive, les essais se sont intéressés à la forme de la décharge.Les résultats expérimentaux ont été exploités pour établir un modèle numérique basé sur le calcul de la répartition du champ électrique et l'évolution aléatoire de la décharge.Ce modèle reproduit fidèlement les formes de décharges et détermine avec une bonne précision l'efficacité de la barrière en fonction de la largeur, son épaisseur et sa position Voir les détails
Mots clés : isolant solide, système pointe-plan, décharge électrique, efficacité, modélisation numérique
Algorithmes Adaptatifs Appliqués à la Localisation et au Suivi de l'Evolution des Sources d'Emission Acoustique (EA)
Le contrôle non-destructif (CND) par émission acoustique (EA) permet la détection de la création, de la localisation et / ou de l’évolution de défauts. Il repose sur l’utilisation d’un ou plusieurs capteurs pouvant être installés de façon permanente à l’écoute d’événements pouvant se dérouler au sein de structures de petites ou de grandes dimensions. Cependant, la précision des outils de localisation est fortement dépendante des méthodes d'analyse des signaux d'EA enregistrés. Cette dépendance constitue un verrou important qu'il est nécessaire de lever afin d'assurer le suivi spatial de la propagation de défauts le plus fiable possible. Cette thèse propose des algorithmes adaptatifs à base d'une technique de filtrage non linéaires pour la localisation et le suivi de source d'émission acoustique. L'algorithme d'estimation se compose de deux étapes principales. La première étape permet de mesurer le temps d'arrivée (TOA) des ondes d'EA par une analyse temps-fréquence basée sur la transformée en ondelettes continue (CWT), tenant compte des erreurs systématiques dues à l'incertitude de Heisenberg. La deuxième étape utilise le filtre de Kalman étendu (EKF) ou le filtre de Kalman non parfumé (UKF) pour estimer itérativement et d'une façon séquentielle l'emplacement des sources d'EA et leurs vitesses de propagation, tout en fusionnant efficacement les données multi-capteurs. L'approche proposée a été testée : les résultats expérimentaux obtenus sur banc d'essai ont clairement mis en évidence l'apport de ces approches en termes de performances, de précision et de robustesse. Les essais menés en laboratoire sont : des ruptures de mine sur une plaque de cuivre, des essais de traction sur une plaque d'aluminium et des essais de flexion 3 points sur une éprouvette en béton. Voir les détails
Mots clés : Contrôle non destructif (CND), Emission acoustique (EA), Transformée en ondelette continue, filtrage non-linéaire, filtre de Kalman étendu (EKF), filtre de Kalman non parfumé (UKF), localisation d'EA, Suivi de propagation d'EA, probabilité
Elaboration et caractérisation des membranes céramiques composites
الهدف من هذا العمل هو تحضير ودراسة أغشية خزفية مركبة، قمنا كمرحلة أولى بتحضير مساند خزفية انطالقا من مادة الدياتوميت مع تحسين خصائصها بإضافة نسب صغيرة من األلومينا (Al2O3 ،(حيث تحصلنا على خصائص جيدة للمساند بإضافة %10 وزنا من األلومينا فقط، حيث تحصلنا على مساند لها قطر فراغت يبلغ µm 66.7 ، ونسبة مسامات تبلغ %12.46 في مرحلة ثانية قمنا بتحضير أغشية خزفية انطالقا من مادتي الدياتوميت وأوكسيد الزركونيوم (ZrO2 ، (أغشية الدياتوميت هي أغشية بينية الهدف توضع بين المسند وأغشية أوكسيد الزركونيوم لكي تمنع من انسداد فرغات المسند بمادة أوكسيد الزركونيوم كما تهدف كذلك إلى تسوية سطح المسند ، تتمتع أغشية الدياتوميت بنفاذية جيدة بلغت 940l/h.m2 bar .وبسمك بلغ µm 8.67 ،تمكنا بعدها من وضع أغشية أوكسيد الزركونيوم عليها بلغت 460 l/h.m نفاذيتها 2bar .و بسمك بلغ µm 8.19 ،تم استغالل أغشية أوكسيد الزركونيوم في تصفية مياه وادي الكبير وإزالة اللون حيث اظهرت نتائج مشجعة. في مرحلة أخيرة قمنا بتحضير أغشية عضوية من مادة PDMS ،قمنا بوضعها فوق أغشية أوكسيد الزركونيوم، أظهرت االغشية العضوية التحاما جيدا وبسمك ال يتعدى µm 26. Voir les détails
Mots clés : مرشحات، مسامات، خزفية ، مركبة
Assemblage des Alliages Légers (Aluminium, Magnésium) par Faisceau de Haute Energie (TIG & Laser).
Le soudage des alliages légers aluminium et magnésium est un domaine de recherche en cours d’exploration de par la demande de plus en plus accrue d’allègement des structures dans les domaines aéronautique et automobile. Leur propriété physique de conductibilité thermique et chimique de formation d'oxyde, compliquent leur soudabilité opératoire dans un premier lieu et la soudabilité métallurgique de transformation de phases et de structures dans un second. C’est dans un contexte de compréhension et de maitrise technologique des procédés de soudage TIG et Laser Yb:YAG, que ce travail est initié et évaluer le comportement métallurgique et mécanique des jonctions. Pour cela, un protocole d'essais est élaboré pour s'assurer de la soudabilité opératoire mais aussi l'utilisation de techniques d'acquisition thermiques par implantation de thermocouples et par thermographie infrarouge, sont appliquées. Les caractérisations métallurgiques par diffraction des électrons radiodiffusésEBSD et Diffraction des rayons X (DRX) en plus de la microscopie optique et électroniques sont utilisées. Le comportement mécanique est évalué par des essais de dureté Vickers et de traction et par corrélation d’images Voir les détails
Mots clés : Procédé TIG, Procédé Laser Yb :YAG, Alliage de magnésium, Diffraction des électrons radiodiffusés EBSD, propriétés mécaniques