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Contribution à l'étude de la diffusion des ultrasons dans les matériaux imitant les tissus biologiques mous
Les matériaux imitant les tissus biologiques (Tissue Mimicking Materials) ou fantômes biologiques sont des matériaux dont les caractéristiques acoustiques sont proches de celles des tissus biologiques. Trois au moins de ces caractéristiques sont concernées, à savoir: la vitesse de propagation des ultrasons, leur atténuation et leur diffusion. Dans cette étude, nous nous intéressons aux matériaux imitant les tissus biologiques mous. Elle concerne, particulièrement, le phénomène de diffusion acoustique dans ces matériaux. Des modèles décrivant ce phénomène sont étudiés afin de pouvoir simuler leur comportement acoustique. La simulation numérique est faite à l'aide du logiciel Field II. Elle comporte, entre autres, la simulation de signaux rétrodiffusés par un fantôme de tissu biologique mou. L'étude expérimentale comporte l'élaboration de ces matériaux à partir d'une matrice réalisée à base d'eau distillée et de poudre de gélatine contenant des inclusions de poudre de graphite de taille moyenne égale à 18µm et à différentes concentrations volumiques. La caractérisation est faite à l'aide de transducteurs de fréquences nominales 2,25 MHz et 5 MHz. Elle consiste en la mesure de la vitesse de propagation des ultrasons et leur atténuation, en premier lieu, puis en la mesure du coefficient de rétrodiffusion selon les méthodes de Sigelman et Reid et celle de Chen. L'évolution du coefficient d'atténuation et du coefficient de rétrodiffusion en fonction de la fréquence et de la concentration de diffuseurs est présentée. La confrontation des résultats obtenus avec le modèle théorique de Faran permet de donner une estimation de la concentration de graphite par unité de volume. Voir les détails
Mots clés : ultrasons, rétrodiffusion, fantôme tissus biologiques
L’influence des éléments d’addition (TI, B, ZR) sur les propriétés mécaniques et la résistance a la corrosion des alliages intermétallique FeAL B2
Les alliages FeAl ont fait l’objet d’importantes recherches dans les années 60 mais à cause de leur fragilité excessive, Le recours au dopage par éléments d’addition a redonné espoir à cette famille d’alliage et a relancé la recherche. Dans le cadre du travail présenté ici nous avons étudié des alliages élaborés sur la base de l’intermétallique Fe-Al40 dans un four à arc avec l’ajout d’éléments d’addition (Ti,B,Zr). Les objectifs de cette étude ont consisté à chercher à améliorer la tenue mécanique de l’alliage, à l’ambiante, et la résistance à la corrosion. Les microstructures des alliages élaborés ont été examinées par le microscope optique (MO), et le microscope électronique à balayage (MEB). Les différentes phases présentes dans le matériau ont été identifiées par diffraction aux rayons X (DRX). Les nombres des duretés ont été déterminés par l’essai de dureté Vickers (HV) et les mesures de microdureté Vickers. Les études électrochimiques ont été performé en utilisant les courbes de polarisation potentiodynamique et par la spectroscopie d’impédance électrochimique(EIS). Les observations microstructurales ont indiqué la présence de précipités qui sont le résultat de l'introduction du B et du Zr. L'ajout du Bore à l'alliage FeAlTi a diminué la dureté, mais l'effet combiné du (Ti, B, Zr) à conduit à un durcissement structural à basse température. Il a été observé que tous les éléments ajoutés à l’alliage binaire FeAl ont amélioré la résistance à la corrosion, mais l’alliage FeAlTiB a présenté les meilleures caractéristiques de protection contre la corrosion. Voir les détails
Mots clés : alliage intermétallique, FeAl-B2, DRX, propriétés mécaniques
Amélioration des propriétés de surface d'un acier a outils de travail à chaud par des traitements thermiques et thermochimiques (Cémentation)
Les effets des traitements thermiques classiques (trempe et revenu) et du traitement thermochimique (cémentation à gaz par exemple) sur les caractéristiques mécaniques d’un acier à outil industriel de travail à chaud, proche de AISI-H11/H13 sont étudiées. La différence dans la composition chimique réside dans les éléments : carbone, silicium et vanadium. L'objectif des traitements thermiques est d'obtenir un outil efficace et performant en termes de dureté, de résistance à l'usure et de résistance au choc. Les résultats expérimentaux des traitements thermiques préconisés fournissent une compréhension explicite des propriétés de surface principalement par rapport à la composition chimique et les paramètres optimaux de traitements. Après austénitisation à 1050 °C pendant 15 min, l'acier trempé à l’huile révèle une structure entièrement martensitique liée à une petite fraction d'austénite résiduelle et des carbures complexes de type M23C6. Un double revenu à 500 et 600 °C contribue au phénomène de durcissement secondaire. Le pourcentage de carbures augmente de 2 à 3% tandis que la fraction volumique de l’austénite résiduelle diminue jusqu’à 0%. En conséquence, les propriétés mécaniques requises en termes de dureté et de résistance à l’usure sont atteintes pour une durée de vie définie. Pour le processus de cémentation, les résultats globaux sont liés aux (i) couches formées qui sont caractérisées par leurs propriétés de base telles que l'épaisseur, la profondeur, les phases formées, la dureté et la résistance à l'usure, (ii) microstructures et aux mécanismes de diffusion qui montrent une dépendance étroite entre le temps de traitement et la composition chimique du matériau. Les résultats relatifs aux différents temps de traitement indiquent que la fraction volumique de l’austénite résiduelle diminue de façon drastique avec l’augmentation du temps de traitement. Par ailleurs, les résultats relatifs aux essais montrent une amélioration significative de la résistance à l'usure pour les échantillons qui présentent la fraction volumique d’austénite résiduelle la plus élevée malgré leur bas niveau de dureté. En outre, la productivité des pièces se voit largement améliorée lorsque le traitement suggéré est utilisé. La caractérisation métallurgique est effectuée par le biais de techniques métallographiques, de la microscopie optique (MO) et électronique à balayage (MEB) équipé d'un spectromètre à dispersion d'énergie X-Ray (EDS) et les techniques de diffraction des rayons X. Les propriétés mécaniques sont déterminées principalement par les essais de dureté et d’usure abrasive. Voir les détails
Mots clés : traitements thermiques, cémentation, Austénite résiduelle, carbures, usure abrasive
Contribution à la commande robuste synergétique et à structures variables floue d’un moteur asynchrone à cage
Ce travail consiste à commandé le moteur asynchrone à cage avec un découplage artificielle entre les grandeurs de commande (courant, flux) pour assuré une commande flexible et séparer entre la vitesse et le couple électromagnétique du moteur asynchrone à cage, pour cela plusieurs techniques de commande avec une comparaison finale a été élaboré à savoir la commande par orientation de flux rotorique, la commande par mode glissant, la commande hybride mode glissant floue, et la commande synergétique. Voir les détails
Mots clés : commande vectorielle, commande par mode glissant, commande par mode glissant-floue, commande synergétique
Etude de l’efficacité des inhibiteurs inorganiques sur le comportement des joints soudés d’un alliage d’aluminium dans une solution saline à 3.2% NaCl.
Le remplacement des composés toxiques à base de chrome (VI) dans les traitements de surface est un problème récurrent depuis plusieurs années. Ces travaux ont porté sur la recherche de nouvelles voies d’inhibition de la corrosion plus respectueuses de l’environnement pour la protection de l’alliage d’aluminium. Deux inhibiteurs utilisés en mélange, ont été caractérisés électrochimiquement afin de déterminer leur efficacité synergique.L’effet de l’addition de certains composés inorganiques sur le comportement à la corrosion d’un alliage d’aluminium 6060 soudé, dans une solution de chlorure de sodium à 3.2 % est étudié à l’aide des méthodes électrochimiques et métallographiques. Les composés testés sont les oxo-anions MoO42 -, CrO42 -, et une synergie de MoO42 – avec un autre inhibiteur organique dans le but de remplacer les anions CrO42 - . Les résultats obtenus montrent que le caractère inhibiteur le plus marqué est obtenu en présence des ions CrO42 -. Les résultats sont en bon accord avec ceux de la littérature. Les ions chromates sont la référence des inhibiteurs de corrosion des alliages d’aluminium car ils assurent une entière protection de la matrice. Les ions MoO42- sont des inhibiteurs anodiques dont l’efficacité est largement inférieure à celle obtenue avec les autres composés. Leur pouvoir cicatrisant n’est pas suffisamment important pour protéger de manière efficace l’alliage et ne peuvent être retenus pour la suite. Enfin, le couple faisant intervenir les ions MoO42- et le benzotriazole (BTA) est intéressant du fait de l’association des deux mécanismes d’action. Le benzotriazole (BTA) protège localement les particules intermétalliques et les ions MoO42- renforcent la matrice et ralentissent les réactions de corrosion. Ce couple permet d’obtenir une bonne protection de l’alliage 6060 soudé contre la corrosion leur efficacité atteinte une valeur importante (97%) est égale à celle obtenue avec les anions CrO42 -. Voir les détails
Mots clés : corrosion, inhibition, Composés inorganiques, Alliage d’aluminium 6060, NaCl 3.2%.
AMMONIUM QUATERNAIRE DU PLATFORMAT : SYNTHESE ET APPLICATION A L’INHIBITION DE LA CORROSION ACIDE D’ACIER
L’objectif de ce travail est de synthétiser des tensioactifs cationiques de la famille des sels d’ammoniums quaternaires à partir de produits pétroliers Algériens, dotés d’intéressantes performances inhibitrices de la corrosion acide de l’acier. Nous avons choisi comme produit pétrolier la coupe pétrolière Platformat (PF) dont la caractérisation physico-chimique et spectroscopique (UV et IR) a révélé des teneurs en familles d’hydrocarbures (aromatiques, naphténiques et paraffiniques) importantes. La synthèse chimique du tensioactif a été réalisée en deux étapes successives : une réaction de chlorométhylation à base de paraformaldéhyde/Acide chlorhydrique suivie d’une réaction de quaternisation. L’influence de certains paramètres de réactions a été étudiée et les conditions opératoires optimisées. Le produit synthétisé (TCPF) est ensuite caractérisé par UV et IR et par la détermination de ses propriétés physico-chimiques telles que : point de fusion, CMC et solubilité.L’étude de l’inhibition de la corrosion de l’acier X60 dans HCl 1M par le tensioactif synthétisé a été effectuée en utilisant différentes techniques (gravimétrie, méthode de Tafel, SIE et MEB). L’influence de la concentration et de la température ont été examinées et le mode d’adsorption de cet inhibiteur sur la surface du métal est mis en évidence en lui assignant l’isotherme appropriée et en déterminant les grandeurs thermodynamiques correspondants. Les résultats obtenus montrent que ce tensioactif a un pouvoir inhibiteur appréciable et atteint une valeur évaluée à 71,78% pour 320 mg/L à 25°C. Voir les détails
Mots clés : synthése, ammonium quaternaire, corrosion, acier, inhibition
MODELISATION DYNAMIQUE D’UN ROBOT PARALLELE FORME DE PLUSIEURS MODULES EMPILES
Le travail développé dans ce mémoire concerne la modélisation du robot parallèle hybride, ce robot se compose de plusieurs modules empilés (ces modules peuvent être différents par leurs dimensions). Pour la modélisation dynamique d’un module parallèle, la méthode utilisée prend en compte la dynamique des chaines cinématiques et de la plate-forme de ce module. La dynamique de la plate-forme est calculée en fonction des variables cartésiennes de la plate-forme, tandis que les modèles dynamiques des chaines cinématiques sont calculés en fonction des variables articulaires, ce choix permet d’obtenir des relations moins compliquées que le calcul des deux dynamiques dans l’espace articulaire. Ensuite, nous avons étudié la modélisation du robot parallèle hybride constitués de plusieurs modules parallèles montés en série. La méthode utilisée est une méthode récursive basée sur le calcul des efforts appliqués sur les différents modules de la structure les uns par rapport aux autres et faisant intervenir les efforts provenant de l’environnement extérieur. L’étude présentée se compose de plusieurs parties à savoir : géométrique, cinématique et dynamique d’un robot parallèle hybride à n étages. Afin d’illustrer les différentes étapes de la modélisation on a réalisé des simulations en Matlab pour le cas particulier d’un robot parallèle comportant trois module de dimensions différentes. Voir les détails
Mots clés : robots parallèles, modélisation géométrique, cinématique, dynamique
Protection d’acier de construction vis-à-vis de la corrosion par des dérivés iminiques
La recherche de nouveaux inhibiteurs de corrosion notamment celle des armatures du béton est un sujet d’actualité. Dans cet objectif, on se propose de synthétiser, caractériser et d’étudier l’action inhibitrice de deux composés organiques bases de Schiff symétrique et asymétrique vis-à-vis de la corrosion d’acier doux en milieu basique chloruré simulant l’eau interstitielle du béton par voltametrie cyclique. Les nouvelles structures bases de Schiff testées ont montré des résultats satisfaisants. Les taux d’inhibition déterminés pour les deux structures sont proches .La structure dans ce cas affecte peu l’efficacité inhibitrice de ces bases de Schiff. Voir les détails
Mots clés : inhibiteur de corrosion, bases de Schiff, béton armé, armatures et voltametrie cyclique.
Développement des performances d’un système photovoltaïque
La bonne exploitation d'une installation photovoltaïque dépend des conditions météorologiques telles que l'éclairement et la température, en effet par exemple dans une station mobile alimentée par une source photovoltaïque, la puissance débitée par le générateur photovoltaïque subit des fluctuations lors du changement de direction ou durant le passage dans des endroits mal ensoleillés.Autrement dit, une bonne installation photovoltaïque, est celle où la puissance délivrée par le générateur photovoltaïque est maximale quelques soient les conditions d'utilisation.Dans ce présent travail, on va procéder en premier temps à la modélisation de la cellule solaire par les réseaux de neurones, ensuite, on va utiliser cette dernière comme une approche pour suivre le point maximale de la puissance quelque soit l'endroit d'utilisation et les conditions de fonctionnement. Voir les détails
Mots clés : Panneau photovoltaïque, modèle à une diode, réseaux de neurone artificiels, MPPT et P&O.
Elaboration et caractérisation de couches minces de TiCN réalisées par pulvérisation magnétron RF
Titanium carbonitride is a material of high technological interest because of its beneficial proprieties including high hardness, low friction and chemical inertness. Chemical Vapor Deposition (CVD) processes are used, in a long time, to produce TiCN thin films. But the high substrate temperature condition work causes thermal damage to the deposited films and the substrate. But the physical vapor deposition (PVD) is mostly used because it’s an environmentally technique for coating deposition it’s used at relatively low substrate temperature. The sputtering is used for depositing TiCxNy films, the films properties are widely changed by the variation of the sputtering conditions, such as reactive gas pressure, total pressure, and substrate bias voltage. Therefore it was interesting to study the effect of the deposition parameters on deposited films.In this study, titanium carbonitride thin films have been deposited on silicon, glass and steel substrates by reactive RF sputtering (13.56 MHz) from a pure titanium target in Ar-CH4-N2 mixture. The main variables investigated are the composition of the CH4-N2 gas mixture, the total pressure, the discharge power, substrate bias, and the deposition time. The microstructure and chemical composition of the coating were studied respectively by X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The optical and electrical properties will be discussed and correlated to the deposition parameters. Voir les détails
Mots clés : TiCN, Thin films, Pulvérisation magnétron RF