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Mise en œuvre de l’essai de fatigue sur des alliages d’aluminium
The problem of fatigue of structures is commonly present in all sectors of the maritime, aeronautical, and mechanical and many other industries. In order to fully understand this harmful phenomenon, tests of different types of stresses are carried out at the laboratory level. This requires a good mastery of the test protocol. The analysis of the results obtained by these tests allows to study the behavior of the material. Our study consists in the implementation and the determination of the operating conditions of a uniaxial fatigue test with two types of specimens made of aluminum alloys of different thicknesses are tested. A tensile test is carried out to determine the mechanical behavior of the specimens and to have the necessary parameters to carry out a fatigue test, a metallographic study to characterize the specimens before carrying out the fatigue test. All the results obtained from the test are in the form of curves and a hysteresis loop. Voir les détails
Mots clés : Fatigue test, fatigue of aluminum, aluminum’s alloys
Préparation et caractérisation des nanoparticules de ferrite de nickel dopée au Cérium par la méthode de coprécipitation
Nanocrystalline powders of cerium-doped nickel ferrite were synthesised by the coprecipitation method and the effect of the non-magnetic cerium content on the structural and magnetic properties was studied. X-ray diffraction (XRD) was used to determine the structure of NiFe2O4 nanoparticles. The surface morphology and chemical composition of the NiFe2O4 nanoparticles were obtained by scanning electron microscope analysis. The magnetic properties were studied by Vibrating Sample Magnetometry (VSM). Magnetic hysteresis cycles were measured with a maximum applied magnetic field of ≈ 1000Oe Voir les détails
Mots clés : NiFe2O4, cerium, co-precipitation, Magnetic Properties, DRX, SEM, VSM
Simulation du comportement et de l’endommagement mécanique d’un matériau composite sandwich
This work is dedicated to the study of an advanced approach based on the modeling of the behavior and damage of the glass/epoxy sandwich composite in polyether imide core under tensile and shear loading. In particular, we are interested in the study of the damage coupled to the rupture of this sandwich composite. These sandwich composites are used in fields such as aeronautics and automotive. Their uses call for the development of reliable constituent models to predict their responses under complex loading conditions. This model considers all damage in the plane: damage caused by cracking of the epoxy matrix as well as damage due to the rupture of the glass fabrics in the longitudinal and transverse directions. For this study a model has been designed as two layers plus one PEI layer [0°/90°]. For this purpose various experimental results were established in order to develop a model for damage analysis, whose composite response is governed by a coupling between damage and failure. In order to develop this study, we used finite element software (ABAQUS/Standard), by which we proceeded to obtain simulation results presented in this work and thus, correctly predict the static response obtained by the experimental measurements. Voir les détails
Mots clés : modeling, thermo set matrix sandwich composite, mechanical behavior, tensile test, Stress, Strain, deformation, damage, breakage.
MODELISATION ELECTROMAGNETIQUE DES MATERIAUX COMPOSITES EN COUCHES MINCES. APPLICATION A LA CONCEPTION DES ANTENNES MINIATURES EN HYPERFREQUENCES.
The purpose of this work is the electromagnetic modeling of thin-film materials for microwave applications; to improve performances and reduce dimensions. Our work is devoted to exploiting the characteristics of the materials studied for the miniaturization of multi band antennas work in several microwave ranges.Furthermore, the high-permittivity of ferroelectric thin-film materials are used to design miniatures antennas, which gives us a reduction about 67% in size .Thus; we have designed as well as tunable antenna in the region of 57 MHz. Another antenna is designed with the metamaterial cell engraved on the ground plane, whose choice of CSRR dimensions and its position are optimized by the particle swarm method. As a result, we obtained the miniature antenna with a reduction of 81% that operates in two frequencies 2.45 GHz and 5 GHz. Voir les détails
Mots clés : Modélisation électromagnétique, composites, couches minces, Antennes, métamatériaux
Élaboration par pulvérisation cathodique magnétron de couches minces en vue de leur utilisation comme biomatériaux. Caractérisation à l’usure et à la corrosion
The design and development of biomaterials with multifunctional surfaces by magnetron sputtering is the final objective of this work. Different mechanical and structural properties of the films obtained in monolayers (ZrN and Ta) and in multilayers (Ta / ZrN) were determined and analyzed. Investigative tools were X-ray diffraction (DRX), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (MEB) and atomic force microscopy (AFM).Mechanical properties such as nanoindentation, stress measurements and adhesion tests were also carried out. The tribological and electrochemical performances of the different coatings were analyzed and compared. The Ar / N2 + O2 ratio in the plasma shows a negative influence of the O2 on the performances in wear and corrosion of ZrN Less oxygen leads to better results. The results obtained on multilayer ZrN/Ta coatings with different thicknesses show that they have intermediate properties to those of the monolayers that constitute them. Mechanical and tribological properties, low coefficient of friction of the Ta layer and good wear resistance of the ZrN layer. The M2 multilayer coating (ZrN/Ta) having the thickness of the layers which decreases with the increase in the number of periods has the best mechanical characteristics highlighted by scratch test and nanoindentation. Voir les détails
Mots clés : Biomaterials, PVD, tribology, corrosion
Elaboration et caractérisation des couches minces de matériau CZTS (Cu2ZnSnS4) obtenues par voie sol gel : Applications a la photovoltaïque
Récemment, un travail considérable a été fait sur le semi-conducteur de composé quaternaire Cu2ZnSnS4 (CZTS), en raison de sa simplicité, son faible coût et surtout sa souplesse dans la combinaison de plusieurs composés chimiques, pour en faire une bonne couche absorbante pour les cellules solaires à couches minces et générateur d'énergie thermoélectrique. Les couches minces CZTS sont une sorte de semi-conducteur à bande interdite directe de type p avec une valeur de bande interdite de Eg ≈ 1,5 eV pour la conversion d'énergie photoélectrique et sont caractérisés par un grand coefficient d'absorption (> 104 cm− 1). De cette manière, le but du présent travail est d'étudier les paramètres de la température de recuit et la durée de recuit optimale pour la formation de couche mince CZTS pur. Pour cela, nous avons développé un procédé simple et non toxique sans sulfuration utilisant le procédé sol gel et les voies de vide pour préparer les couches minces de phase CZTS pure déposés sur des substrats en verre par la technique de dip-coating et recuits à différentes température et avec de durées différentes. Nos avons étudié l'effet de la température de recuit sur les propriétés optiques des couches minces CZTS. Ces dernières ont été déposées par technique de dip-coating utilisant la méthode sol-gel. Nous avons constaté que l'augmentation de la température de recuit de 200 à 500 °C pendant une heure réduit la bande interdite d'énergie de 1,72 à 1,50 eV. Ainsi, ils nos jugé que ces couches minces sont bons pour les cellules solaires. Ainsi, la considération de ces résultats nous a incités à étudier l'effet de la durée de recuit de 5 à 60 min sur les propriétés des couches minces CZTS. Les échantillons obtenus ont été étudiés par plusieurs techniques telles que la XRD, la spectroscopie Raman, la SEM, Microscopie à force atomique (AFM), la spectroscopie UV-vis et la photoluminescence. Confirmée par spectroscopie Raman, l'analyse XRD révèle la formation d’un composé monophasé Cu2ZnSnS4, de composition quasi-stoechiométrique, dans la structure tétragonale de kestérite avec une orientation préférentielle le long de la direction [112]. La taille des grains a tendance à augmenter à mesure que la durée du recuit augmente et la température du recuit augmente aussi, ce résultat confirmé par SEM. L’étude de la morphologie par le MEB et l’AFM confirme que les films minces, ainsi élaborés sont homogènes, sans fissuration, de structure nanométrique et possédant une très faible rugosité (de l’ordre de 1 nm).L'analyse des mesures optiques montre que ces couches minces ont un coefficient d'absorption relativement élevé dans le spectre visible avec une réduction de bande interdite de 1,62−1,50 eV, ce qui est assez proche de la valeur optimale pour une cellule solaire. La photoluminescence (PL) distingue des bandes larges qui ont des maximums d'intensité limités entre 1,50 et 1,62 eV, correspondant à la bande interdite optique du CZTS. et limités augmentant avec l'augmentation de temps de recuit.L'étude des propriétés électriques à l'aide de la méthode de deux points (I=f(V)) a également montré que l'augmentation du temps de recuit améliore les propriétés électriques de la structure.De plus, l'étude a abordé le problème des phases secondaires et a suggéré une voie pour éviter leur sa formation. Voir les détails
Mots clés : CZTS, Dip-Coating, sol gel, DRX, Cellule solaire.
Étude et réalisation de structure pérovskite non stœchiométrique PbTiO3-δ pour des applications ferroélectriques
Dans ce travail de recherche, nous avons élaboré le matériau PbTiO3-δ à partir les oxydes PbO et Ti3O5 en utilisant la technique réaction à l’état solide dans un four sous vide. Dans ce travail nous avons étudié trois paramètres, le premier c’est l’effet de la température de calcination sur les propriétés structural (DRX, FTIR, RAMAN, EDX), microstructural (MEB) et magnétique (VSM) de PbTiO3-δ et étudié les propriétés diélectrique (pont d’impédance) de matériau élaboré. Dans l’objectif d’amélioration des propriétés magnétique de PbTiO3-δ, dans la deuxième partie nous avons dopé le PT avec un matériau ferromagnétique Fe d’où nous avons varié la quantité de dopant Fe et étudié l’effet de dopage sur les diffèrent propriété structural, microstructural, diélectriques et magnétiques. Dans la troisième partie nous avons étudié l’effet de la pression de vide de calcination sur les différentes propriétés structurales, microstructural, diélectriques et magnétiques de PbTiO3-δ élaboré par la technique réaction à l’état solide Voir les détails
Mots clés : PbTiO3-δ, Pérovskite, Lacune d’oxygène, Aditifs, DRX, MEB, Raman, Echographies ultrasonore, Relaxeur.
Étude et réalisation de structure pérovskite non stœchiométrique PbTiO3-δ pour des applications ferroélectrique.
Dans ce travail de recherche, nous avons élaboré le matériau PbTiO3-δ à partir les oxydes PbO et Ti3O5 en utilisant la technique réaction à l’état solide dans un four sous vide. Dans ce travail nous avons étudié trois paramètres, le premier c’est l’effet de la température de calcination sur les propriétés structural (DRX, FTIR, RAMAN, EDX), microstructural (MEB) et magnétique (VSM) de PbTiO3-δ et étudié les propriétés diélectrique (pont d’impédance) de matériau élaboré. Dans l’objectif d’amélioration des propriétés magnétique de PbTiO3-δ, dans la deuxième partie nous avons dopé le PT avec un matériau ferromagnétique Fe d’où nous avons varié la quantité de dopant Fe et étudié l’effet de dopage sur les diffèrent propriété structural, microstructural, diélectriques et magnétiques. Dans la troisième partie nous avons étudié l’effet de la pression de vide de calcination sur les différentes propriétés structurales, microstructural, diélectriques et magnétiques de PbTiO3-δ élaboré par la technique réaction à l’état solide. Voir les détails
Mots clés : PbTiO3-δ, Pérovskite, Lacune d’oxygène, Aditifs, DRX, MEB, Raman, Echographies ultrasonore, Relaxeur
ETUDE DU COMPORTEMENT HYDRODYNAMIQUE DU BAIN FONDU LORS DU SOUDAGE A L’ARC ELECTRIQUE
Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier le comportement thermohydraulique du bain fondu lors du soudage à l’arc électrique. Cette étude a été menée dans le but de concevoir un modèle mathématique et de développer un programme FORTRAN qui permet de résoudre les équations gouvernant le bain de fusion pendant le soudage. Les résultats issus de ce programme peuvent contribuer à la prédiction de la distribution de température pendant le soudage, l’élargissement de la ZAT, le champ de vitesse ainsi que la forme et la taille du bain de fusion. En modélisation mathématique du soudage, l’apport d’énergie modélisé par une source de chaleur surfacique donne de bons résultats lorsque l’épaisseur des pièces à souder est faible. Dans la simulation numérique du comportement thermique du bain de fusion par les méthodes des différences finies et éléments finis, les cycles thermiques calculés par la méthode des éléments finis sont plus proches de ceux mesurés pendant la période de refroidissement. Le modèle du comportement thermohydraulique du bain de fusion basé sur la formulation courant-tourbillon des équations de Navier – Stokes nous a permis de les simplifier par l'élimination de l’équation de la conservation de masse et de champ de pression. Les résultats du calcul montrent que la force de tension superficielle domine les forces motrices dans le bain de fusion et favorise un bain de fusion mouillant. Les résultats du calcul concernent le champ de température, les cycles thermiques, le champ de vitesse et la taille du bain de fusion sont en bon accord avec ceux rapportés dans la littérature. Voir les détails
Mots clés : Modélisation thermohydraulique, soudage TIG, formulation courant tourbillon, simulation numérique
SOUDAGE ET CARACTERISATION D’UN ALLIAGED’ALUMINIUM ET L’ETUDE DE SON COMPORTEMENT ENFATIGUE
Dans le présent travail, nous avons étudié l’effet des phénomènes de précipitationet de l’évolution microstructural sur les propriétés mécaniques et le comportementélectrochimique de soudures homogènes de tubes en alliage d’aluminium AA6061-T6 (T1 etT2), en utilisant deux métaux d’apport différent (ER4043 et ER5183), et de soudurehétérogène (T3) entre les alliages AA6061 et AA 5086 soudés par le procédé de soudage sousprotection gazeuse (TIG). L’observation au microscope optique du MB 6061 a montréprincipalement la présence des grains de la solution solide d'aluminium avec la présence dequelques précipités aux joints de grains. L’investigation par le biais du microscopeélectronique à balayage MEB a permis de mettre en évidence des précipités intermétalliques àbase de Fe et les précipités d'équilibre β. Une dissolution, un sur-revenu et une coalescencedes précipités ont été observés dans la zone affectée thermiquement (ZAT6061). Les effetsdurcissant de ces précipités disparait induisant ainsi une chute de la résistance et de la duretédes différents assemblages soudés. La valeur maximale de l’énergie absorbée lors des essaisde résilience a été enregistrée dans la ZAT. Néanmoins, la température n'a pas d'effetsignificatif sur l'énergie absorbée pour chaque zone. De plus, les facies de rupture du métal debase (MB) et de la ZAT sont caractérisés par une structure en forme de cupules (dimples)avec une taille plus large dans la ZAT. Le comportement électrochimique de chaque zoneissue des soudures évaluée dans une solution de NaCl + H2O2 a révélé que la densité decourant de corrosion du MB et de la ZAT est inférieure à celle de la zone fondue (ZF). Voir les détails
Mots clés : soudage sousprotection gazeuse (TIG), alliage d’aluminium AA6061-T6 (T1 etT2), métaux d’apport (ER4043 et ER5183)