Liste des Thèses de doctorat

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et

Elaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de zinc dopées aux métaux pour des applications photovoltaïques et en détection de gaz

BOUGHELOUT Abderrahmane (En préparation)
Thèse de doctorat

L’objectif de la thèse été le développement d’un groupe de dépôt de pulvérisation DC, et le dépôt des couches minces des oxydes métalliques (ZnO, AZO, Cu2O…) pour les testé dans quelques applications, dans ce cadre :  Des couches minces de ZnO, d’AZO et de Cu2O ont été déposées en utilisent un groupe de pulvérisation DC monté au labo et par dépôt laser pulsé (PLD) et ça dans différents conditions de dépôt. Un ’étude en fonction la pression partielle d’oxygène dans la chambre de dépôt été effectuée sur des films minces de ZnO et de Cu2O déposé par pulvérisation DC et PLD, respectivement. Comme nous avons menu un traitement thermique par un laser infra rouge sur les couches de Cu2O déposé à différent pression d’oxygènes. Les échantillons ont été caractérisés par photoluminescence (PL), diffraction des rayons X (XRD), Raman, transmissions optiques (UV – vis), microscopie électronique à balayage (MEB) et des mesures électrique (effet Hall). Tous les résultats montrent l’influence de la PO2 sur les films déposés de ZnO et de Cu2O, et le recuit par laser change les différentes propriétés des couches de Cu2O.Des hétérojonctions Cu2O/AZO et Cu2O/ZnO/AZO ont été déposées sur des substrats de verre par dépôt laser pulsé. Les propriétés structurelles, optiques et électriques des films d'oxydes ont été caractérisées. Les hétérojonctions aussi ont été caractérisées, ou le microscope a force (AFM) atomique et le microscope électronique à balayage (MEB) montrent que l’insertion d’une couche de ZnO entre Cu2O et Le film AZO dans l’hétérojonction améliorent la taille moyenne des grains et la rugosité de la surface. Les hétérojonctions présentent des comportements de diode remarquables. La présence d’un film mince intermédiaire en ZnO réduit de manière significative les courants parasites et de fuite à travers la barrière, améliore la qualité de la hétérostructure, rend la bande d’énergie entre les couches AZO et Cu2O plus lisse et éliminer la possibilité de recombinaison d'interface, ce qui conduit à des électrons beaucoup plus longs durée de vie.L’activité photocatalytique des films ZnO et Cu2O a été étudiée au moyen d’essais la photdégradation de la rhodamine B (RhB) et de méthyl orange (MO) sous irradiation à la lumière solaire. Une étude comparative a été réalisée entre le ZnO et le Cu2O pour la décoloration de la Rhodamine B et du Methyl orange sous la lumière solaire. Les résultats ont montré que les films de ZnO présentent une activité photocatalytique plus grande avec la rhodamine B que le méthyle orange, qui présente plutôt une photodégradation plus importante avec les films de catalyseur de Cu2O. En fait, après avoir exposé les films à la lumière solaire pendant 6 h, on a obtenu un taux d'élimination de 81,69% pour le méthylorange sur des films de Cu2O, tandis que pour la rhodamine B, le meilleur taux d'élimination (60,85%) était obtenu avec du ZnO. Voir les détails

Mots clés : couches minces, ZnO, Photovoltaïques, Détection de gaz

Investigation théorique des complexes d’inclusion acide acétylsalicylique:β-cyclodextrine via la méthode AIM et la dynamique moléculaire

BEZZINA Belgacem (2019)
Thèse de doctorat

La mécanique quantique et la dynamique moléculaire ont été utilisées pour étudier l'inclusion d'aspirine neutre et déprotonée dans la cavité de la β-cyclodextrine (β-CD). Tout d'abord, la mécanique quantique a été utilisée pour étudier les propriétés structurelles, énergétiques et topologiques du complexe neutre (ASA: β-CD) et de sa forme déprotonée (ASA–: β-CD). La nature et la force des interactions conventionnelles et non conventionnelles dans ces complexes ont été étudiées. Elle a été réalisée en combinant les critères théoriques d'Atoms In Molecules (AIM) suggérés par Koch et Popelier et la méthode des orbitales atomiques (NBO) à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité corrigée en dispersion (DFT-D3) avec la fonctionnelle B3LYP utilisant la base cc-pvdz dans la phase gazeuse.Tandis que la dynamique moléculaire a été utilisée pour étudier les processus d'inclusion des complexes (ASA:β-CD) et (ASA–:β-CD) pour déterminer l'énergie libre à l'aide de simulations non biaisées et biaisées. De plus, nous avons suivi la formation de liaisons hydrogène entre les molécules d’ASA/ASA– et la β-CD en fonction du temps d’un part, et la formation de liaisons hydrogène entre ASA/ASA– et les molécules d'eau, d'autre part. Voir les détails

Mots clés : Aspirine, Cyclodextrine, Mécanique quantique, Complexes d'inclusion, Simulation par dynamique moléculaire, Liaisons hydrogène.

Contribution à l’étude de l’endommagement des pipes en matériaux composites hybrides sollicités au flambement

Belgacem Leila (2018)
Thèse de doctorat

La grande utilisation des coques cylindriques dans les secteurs civils ainsi que militaires, justifie le grand intérêt porté à l’étude des phénomènes de flambage et post-flambage de ces structures. Malgré leur forme géométrique simple, les ambigüités rencontrées dans la compréhension et la maitrise de ces phénomènes en demeure toujours et nécessite d’être élucidées davantage. En effet, même si les équations de base ont été introduites depuis longtemps, l'analyse de ce phénomène ne cesse de prendre de l’ampleur grâce au développement des techniques de calcul modernes.Dans ce travail, l’étude du comportement au flambement des pipes en matériaux composites hybrides est proposée. Notre but principal est de prévoir numériquement le comportement résiduel des pipes endommagés ou contenant des défauts de fabrication. En utilisant la méthode des éléments finis, cette étude vise à trouver le rapport entre les sollicitations et le comportement des structures considérées avec et sans présence de défauts, tel que; fissure et perforation, et d’évaluer en outre leur endommagement. Voir les détails

Mots clés : Pipe en composite, endommagement, Paramètre de flambage, délaminage, Analyse par éléments finis

Analyse de la neutralisation du dopant dans le silicium parl’hydrogène pour une corrélation avec la tension en circuit ouvertmesurée sur des cellules photovoltaïques.

BELFENACHE Djamel Eddine (2019)
Thèse de doctorat

La motivation des recherches entreprises dans cette thèse vise à renforcer les potentialités qu’offrent les films de polysilicium (poly-Si) en couches minces pour des applications photovoltaïques. Pour ce faire, il était d’une importance primordiale de passiver avec l’hydrogène les défauts inter – et intra – grains du poly-Si. Cependant, l’amélioration des propriétés électriques de ces films est accompagnée par une neutralisation des atomes dopants suite à la formation des complexes dopant-hydrogène. En outre, la concentration active du dopant est un paramètre crucial qui peut affecter les propriétés électroniques des dispositifs conçus à base de silicium. Ainsi, l’objectif principal de notre travail est d’analyser la neutralisation du dopant dans le monosilicium par l’hydrogène pour une éventuelle corrélation avec la passivation des défauts dans le poly-Si. En conséquence, des films de silicium monocristallin obtenus par la technique de fusion de zone et dopé uniformément au phosphore ou au bore ont été utilisés pour élaborer respectivement des diodes Schottky ou des jonctions n+p. Ces dernières ont été employées pour explorer la neutralisation des dopants par l’hydrogène en revanche le suivi de l’évolution de la tension en circuit-ouvert mesurée sur des cellules photovoltaïques n+pp+ à base du silicium polycristallin a été dédiée pour l’examen de la passivation des défauts inter – et intra – grains. Par ailleurs, les traitements d’hydrogénation ont été réalisés dans un réacteur Roth & Rau de PECVD du laboratoire ICUBE (ex. INESS) de Strasbourg (France) qui permet de créer des plasmas à décharge micro-onde assistée par la résonance cyclotronique électronique. L’analyse des résultats obtenus montrent que l’introduction de l’hydrogène dans le silicium cause une neutralisation du phosphore et peut même former des molécules de H2. Proche de la surface de silicium, les molécules d’hydrogène forment des platelets et par la suite la diffusion de l’hydrogène en volume s’affaiblit tandis qu’une hydrogénation excessive donne lieu à de nouveau défauts qui dégradent les propriétés électriques en particulier la tension en circuit-ouvert. Egalement, l’hydrogène neutralise le bore dans les jonctions n+p et provoque un gradient de concentration entre la limite de la zone de charge d’espace (ZCE) et la profondeur de la région p. En conséquence, nous avons admis l’existence d’un champ électrique qui encourage une diffusion profonde des atomes d’hydrogène en volume de la région p. A ce stade, un mécanisme de diffusion et de passivation des défauts dans les cellules photovoltaïques n+pp+ en polysilicium a été proposé. Aussi, il a été constaté que la désactivation du dopant s’effectue dans une région électriquement neutre qui agit comme une couche tampons résistive à faible mobilité près de la surface de l’émetteur n+ et proche de la jonction, ce qui entraîne une réduction du nombre de porteurs de charge recombiné à la surface avant et aux bords de la cellule photovoltaïque. C’est pourquoi, la tension en circuit-ouvert s’améliore au fur et à mesure que la concentration du dopant inactif augmente dans les cellules solaires à base du silicium polycristallin. Voir les détails

Mots clés : passivation, plasma, Cellules photovoltaïques, Hydrogénation

Synthèse et Caractérisation Physicochimique de Bases de Schiff: Application dans la Protection Contre la Corrosion des Armatures du Béton

BELLA Youcef (2019)
Thèse de doctorat

Deux bases de Schiff originales nommées L1 et L2 sont synthétisées en utilisant la méthode de condensation et caractérisées par (FT-IR, DRX et AE). Les composés obtenus sont des monocristaux. L'étude de leurs efficacités inhibitrices vis-à-vis de la corrosion des armatures du béton a été réalisée par la polarisation potentiodynamique et la spectroscopie d'impédance (SIE). L'efficacité d'inhibition de L1 et L2 contre la corrosion de l'acier doux dans le béton est étudiée dans le milieu agressif NaCl 0.5M en fonction de la concentration de l'inhibiteur, du temps d'immersion et de la température. Un pouvoir d'inhibition élevé est observé (90% pour L1=10-6M et de 93% pour le L2=10-4M) à t=28jours et T=30°C. Cette inhibition augmente en fonction de la température pour les deux bases de Schiff. Le mécanisme d'action de ces inhibiteurs est défini par l'étude thermodynamique. L'efficacité inhibitrice (EI%) et l'énergie d'activation apparente (Ea) ont été calculées en l'absence et en présence de différentes concentrations de L1 et L2. Les valeurs de DGads, Ea,​​ ​​DHa, and DSa montrent que L 1 et L2 sont des bons inhibiteurs de la corrosion de l'acier doux dans le béton dans un environnement de NaCl 0.5M. Les inhibiteurs étudiés agissent par adsorption selon un processus de chimisorption obéissants à l'isotherme de Langmuir. L’adsorption est confirmée par l’examen des morphologies des surfaces corrodées par MEB. La théorie de la densité fonctionnelle (DFT) a été utilisée pour définir les sites d’action de ces inhibiteurs et les résultats déduits sont en bon accord avec ceux de l’expérimental. Les tests mécaniques réalisés pour examiner l’effet de l’ajout de ces deux inhibiteurs sur la résistance mécanique du béton armé n’a révélé aucune contrainte. Ces composés sont donc promoteurs dans le domaine du Génie Civil. Voir les détails

Mots clés : Corrosion - Armature - Béton -Inhibiteurs Organiques –Bases de Schiff- Synthèse Chimique- Polarisation Potentiodynamique–Spectroscopie d'Impédance - EIS –MEB – DRX–EDX–DFT.

Application d’un procédé AD-OX (Adsorption-Oxydation) pour le traitement des colorants alimentaires en milieu aqueux

OULD BRAHIM Insaf (2018)
Thèse de doctorat

L a première étape de ce travail est dédiée à l’étude de la dégradation sonocatalytique en présence ou en l’absence du peroxyde d’hydrogène H2O de deux colorants alimentaires largement utilisés dans les industries agroalimentaires et 2pharmaceutiques en Algérie. Le travail est réalisé en suspension aqueuse en présence de ZnO. La décoloration de la suspension est effective après un traitement par le procédé US-ZnOH2O de 2 min pour le E132 et de 30 min pour le E127, et s’accompagne d’une minéralisation partielle de 50.20% pour le E127 et de 76% pour le E132 pour une concentration initiale en colorants alimentaires égale à 50 mg L2-1. Afin de déterminer le mécanisme général de la sonocatalyse et plus tard de la photocatalyse, une étude est consacrée à l’évaluation de l’efficacité photocatalytique du catalyseur commercial, l’oxyde de Zinc, ZnO. Ce travail nous a permis d’estimer les taux d’adsorption et l’étude des isothermes d’adsorption des colorants étudiés sur le catalyseur ZnO, en l’absence du rayonnement UV ou US. Nous avons en outre, examiné l’influence de quelques paramètres sur les différents procédés utilisés dans cette étude. La seconde partie est consacrée à la caractérisation de l’oxyde de Zinc avant et après le procédé US-ZnO-H2O, par différentes techniques, MEB, DRX et FTIR. La dernière partie de cette thèse a l’étude photocatalytique des deux colorants alimentaires, E127 et E132 par les procédés UV-ZnO et UV-ZnO-H22O. La décoloration de la suspension est effective après un traitement par le procédé UV-ZnO de 240 min pour le E132 et de 180 min pour le E127, et de 60 min pour le E127, et de 10 min pour le E127 pour le procedé UVZnO-H2O22 pour une concentration initiale en colorants alimentaires égale à 50 mg L. Le modèle de Langmuir-Hinshelwood est adéquat pour décrire la cinétique de dégradation des colorants alimentaires en utilisant ces procédés. Pour le mélange binaire des deux colorants, nous avons atteint un rendement d’élimination égal à 64% au bout de 180 min pour un mélange de 90% E127+10% E132. Enfin une étude comparative entre les différents procédés utilisés UV, US, UV-ZnO, USZnO,US-ZnO-H2O2 et UV-ZnO-H2O a été effectuée. Voir les détails

Mots clés : Sonocatalyse, ultrason, MEB, FTIR, DRX

Evoltion microstructurale et propriétés mécaniqued'un assemblage WC-Co/Ag-Cu-Zn et WC-Co/WC-W-Ni obtenu parsoudo-brasage

CHENITI Bilal (2018)
Thèse de doctorat

The performance of drilling tools in different conditions is strongly related to microstructural aspect of the hardfacing coating and to the good bonding between the PDC bits and the whole body. In the present work, the manual oxy-acetylene brazing process is employed for the AISI 1020 steel hardfacing using WC-Ni. The Substrate/hardfacing interface and it is performanceusing Ni-Cr-Al-Mo interlayer is particularly studied. The dissolution and the decarburization phenomena of WC particles with the formation of W2C eutectic phase and their effect on the decohesion of WC particles are investigated. On the other hand, and in order to join the PDC bits (WC-Co) to the steel whole body (AISI 1020) and to the matrix whole body of drilling tool (CMM), Sintering by infiltration of loose powder (SILP) process have been employed to elaborate the CMM via a metallic binder of bronze based alloy. Nevertheless, two brazing techniques have been adopted for joining WC-Co to steel and to MMC, the oxyacetylene brazing process, and for the first time, Tungsten Inert gas (TIG) brazing process using Ag based filler alloy. Voir les détails

Mots clés : Infiltration; Brazing; Hardfacing, Interface, microstructure; mechanical properties

Effets des éléments (vanadium et niobium) sur la structure et le comportement à la corrosion de l’acier inoxydable austénitique de type AISI309

Gharbi amel (2019)
Thèse de doctorat

Les aciers inoxydables austénitiques sont utilisés dans des environnements agressifs couvrant de larges domaines tels que le secteur alimentaire, chimique et nucléaire. Par ailleurs, ils doivent présenter des propriétés d’emploi adéquates et une durée de vie optimale. Ainsi, plusieurs méthodes sont employées afin d’améliorer ces propriétés à savoir l’addition des éléments chimiques, le traitement thermique et le traitement de surface. Cette étude porte sur l'influence de l'addition du vanadium et du niobium sur la variation de la microstructure, l’évolution des propriétés mécaniques et le comportement électrochimique d’un acier inoxydable austénitique de type AISI309.  Un traitement de mise en solution a été appliqué sur l’acier inoxydable de base et l’acier inoxydable allié au vanadium et au niobium à une température de 1100°C pendant trois heures suivi d’un refroidissement rapide à l’eau. Ce traitement a été suivi d’un revenu à différentes températures suivi d'un refroidissement à l’air. La caractérisation microstructurale a été effectuée par microscopie optique, MEB, EDS, DRX, DSC. Afin, d’évaluer la résistance à l’usure des matériaux étudiés, une caractérisation mécanique des échantillons étudiés a été réalisée au moyen des mesures de dureté et des essais d’usure par frottement. De plus, pour examiner le comportement à la corrosion, des tests potentiodynamiques et des mesures d’impédances électrochimiques (EIS) ont été réalisés dans deux milieux HCl et H2SO4.  L'inhibition à la corrosion de l'acier inoxydable austénitique de type AISI309 avec et sans ajout de vanadium et de niobium par 2,2’-Bipyridyl dans H2SO4 a été étudiée en utilisant la polarisation potentiodynamique (Tafel), la polarisation linéaire (LRP) et la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE). D’après les résultats expérimentaux il a été constaté la présence d’une précipitation des carbures de niobium et de vanadium de type MC (VC, NbC) au détriment d’une précipitation intergranulaire de carbures riches en chrome, ainsi qu’une amélioration des propriétés mécaniques tels que la résistance à l’usure et la dureté suite à l’ajout des éléments d’alliage (vanadium et du niobium) avec et sans traitements thermiques. Par conséquent, l’addition du vanadium et du niobium a contribué à l’amélioration du comportement à la corrosion dans les milieux envisagés ainsi que l’efficacité inhibitrice de l’acier étudié en présence d’inhibiteur (2,2’-Bipyridyl). Voir les détails

Mots clés : AISI309, Cr23C6, Vanadium, niobium, 2, 2'-bipyridyle, corrosion, microstructure, propriétés mécaniques, comportement électrochimique, dureté, usure par frottement

Étude de matériaux argileux et leur Impact surl’adsorption de certains polluants.

KHIREDDINE Ouahida (2016)
Thèse de doctorat

The present work consists to a valorization of available local clay for water remediation. Theused raw material is a clay soil from a region in the south of the Guelma city (Algeria).Several physico-chemical treatments have been realized in order to obtain purified clay. Thecharacterization of the sample clay, performed using XRD, FT-IR, DTA and SEM, show itsmorphology and its texture. Furthermore, the results correlated to the structural analysis,demonstrated that this clay is a disordered kaolinite of type 1:1. The adsorption experimentsof parnitrophenol (PNP) in aqueous medium have been carried out using raw kaolinite andurea-intercalated kaolinite. The results showed that the capacity of PNP adsorption on theintercalated kaolinite is more important than that of raw one. The evaluated experimentalvalues of the adsorption isotherms are in agreement with Langmuir and Freundlich models. Inall cases, the adsorption kinetics follows the mechanism of pseudo-second order. In addition,the thermodynamic study indicates that the adsorption of PNP on raw kaolinite and ureaintercalatedkaolinite is a spontaneous process Voir les détails

Mots clés : soil, characterization, kaolinite, Intercalation, adsorption, Paranitrophenol.

Effets des inhibiteurs verts sur la corrosion des aciers ordinaires dans deux milieux acides.

OULABBAS Amel (2019)
Thèse de doctorat

The cladodes extract of Opuntia Ficus Indica (O.F.I) wich is found in eastern of Algeria (Annaba) and Aloe Vera brought from North America, were the object of our work with the aim of studying their inhibitory efficiencies, on two different mild steels, and in three acidic environments, 1M H3PO4, 0.5M H3PO4 and 0.5M H2SO4. To do so, several analytical methods were used, such as gravimetry, stationary electrochemical methods (potentiodynamic polarization and chronoamperometry), transient electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and the Zero-Charge Potential (PZC) method. Moreover, we used steel surface characterization methods, as the contact angle measurement method and Scanning Electron Microscopy (SEM). The obtained results, related to the inhibitory efficiency, were 97.6% and 80.9% respectively for O.F.I and Aloe Vera, separately used at 10% (v / v) of concentration. Whereas together, these two green inhibitors act as a mixed inhibitor and increase the polarization resistance, while increasing the inhibitor concentration. The synergy of the two extracts with and without the addition of KI, as an additive, improves the inhibitory efficiency by the increase of the polarization resistance. Then, based on the above experiments, we may quality this inhibitors case as physisorption of the tows inhibitors when used separately as well as in synergy. The characterizations of the surface condition of the two mild steel samples confirm the obtained results.Keywords: Corrosion, Voir les détails

Mots clés : corrosion, O.F.I, Aloe Vera, EIS, green inhibitor, mild steel.