Physique

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Elaboration par fusion haute fréquence et caractérisation des alliages d'aluminium

Nacira SASSANE (En préparation)
Thèse de doctorat

La thématique de la recherche dans le cadre de la thèse concerne une série d'alliages à base d'aluminium Al-M, élaborés par fusion sous induction haute fréquence.La caractérisation microstructurale aussi bien à l'état brut qu'après traitement thermique à 500° réalisée par microscopie optique et microscopie à balayage combinées à la diffraction des rayons-X a permis de mettre en évidence plusieurs caractéristiques intéressantes en relation avec des transformations de phases à l'état solide pour la plupart pas courantes voire inédites.Le comportement électrochimique des différentes nuances d'alliages étudiées a également été entrepris aussi bien à l'état brut qu'à l'état traité.L'influence du mode d'élaboration par fusion sous induction semble avoir une incidence directe sur la nature des phases intermétalliques complexes de type Al13M4 et leur influence sur les propriétés mécaniques, notamment la microdureté Vickers.La thématique de la recherche dans le cadre de la thèse concerne une série d'alliages à base d'aluminium Al-M, élaborés par fusion sous induction haute fréquence.La caractérisation microstructurale aussi bien à l'état brut qu'après traitement thermique à 500° réalisée par microscopie optique et microscopie à balayage combinées à la diffraction des rayons-X a permis de mettre en évidence plusieurs caractéristiques intéressantes en relation avec des transformations de phases à l'état solide pour la plupart pas courantes voire inédites.Le comportement électrochimique des différentes nuances d'alliages étudiées a également été entrepris aussi bien à l'état brut qu'à l'état traité.L'influence du mode d'élaboration par fusion sous induction semble avoir une incidence directe sur la nature des phases intermétalliques complexes de type Al13M4 et leur influence sur les propriétés mécaniques, notamment la microdureté Vickers. Voir les détails

Mots clés : alliages d'aluminium, fusion HF, transformation de phase.

DETERMINATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DE POLYMERE PAR DES METHODES METAHEURISTIQUES.

Mohammed BOULKRA (En préparation)
Thèse de doctorat

La modélisation et la simulation numérique sont maintenant connues et éprouvées, permettant ainsi la détermination la plus appropriée des conditions opératoires. L’objectif de ce travail est d’identifier les paramètres du comportement mécanique d’un matériau polymère à partir des essais mécaniques, afin d’établir une loi décrivant ce comportement à différents niveaux de sollicitations, en prenant compte le comportement élastique et viscoplastique de matériaux étudiés. Ce qui permet ainsi d’éviter les études expérimentales couteuses par essais-erreurs. Le modèle à proposer sera établi en utilisant les méthodes métaheuristiques. Voir les détails

Mots clés : Polymères, comportement mécanique, simulation, méthodes métaheuristiques.

Contrôle Non-Destructif, par la Technique Ultrasonore, Des Matériaux Composites

Abida Satour (2015)
Thèse de doctorat

Ce travail a pour but d'affiner deux techniques ultrasonores utilisées pour le contrôle non-destructif des matériaux composites. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à caractériser un défaut du décollement qui peut apparaitre dans une structure composite complexe de type aéronautique par ondes guidées de Lamb. Il s'agit d'une structure sandwich constituée par deux peaux en aluminium et d'un noyau à nid d'abeille métallique. Une étude théorique de la propagation des ondes guidées de Lamb dans une plaque d'aluminium a permis de prédire la sensibilité des deux premiers modes S et A au décollement qui se produit entre la plaque d'aluminium (peau) et le noyau. Des expériences ont été réalisées afin d'étudier l'interaction des modes S0 et A0 avec le décollement, et cela pour des fréquences basses. Le mode S0 a été testé pour plusieurs fréquences, ainsi il a été comparé au mode A0 en terme de sensibilité pour une fréquence de 500 KHz. Il ressort de cette étude que la sensibilité d'une onde guidée de Lamb au défaut de décollement dépend, de la composante transversale du déplacement à la frontière de la peau. Dans un second temps, nous nous sommes focalisés sur le contrôle des matériaux composites à matrice polymère à fibres de verre par la technique d'émission acoustique. Dans cette partie, deux problématiques ont été abordées. La première consiste à développer une nouvelle technique basée sur la représentation parcimonieuse des signaux pour discriminer les signaux d'émission acoustique représentatifs des différents mécanismes d'endommagement. Cette technique consiste à établir un modèle sous forme d'un dictionnaire de formes d’ondes spécifiques aux mécanismes d'endommagement qui sont susceptible d'apparaitre dans les composites étudiés. A cet effet, l’étude a été basée sur des essais élémentaires effectués sur des éprouvettes modèles permettant d’isoler un mécanisme source. En particulier, les éprouvettes en résine époxy ont permis de générer les mécanismes associés à la fissuration matricielle. Les éprouvettes en composites unidirectionnels, sollicitées à 90°, 45° par rapport à l’orientation des fibres, ont permis de générer les mécanismes d’endommagement les plus émissifs, à savoir : la décohésion fibre/matrice, la microfissuration matricielle et la propagation de fissures. Une analyse des signaux enregistrés en appliquant des méthodes avancées en traitement du signal a permis de distinguer les différentes signatures acoustiques ainsi de rassembler des signaux ayant des caractéristiques similaires. Ces derniers sont utilisés pour l'apprentissage du dictionnaire. La procédure de classification proposée a été examinée sur les signaux d'apprentissage ainsi sur des signaux tests. Cette étude a montré l'intérêt apporté par les représentations parcimonieuses des signaux pour les suivis des mécanismes d’endommagement dans les matériaux composites. La deuxième problématique concerne l'amélioration de l'analyse des signaux d'émission acoustique. Cette étude avait pour but d'incorporer les signaux d'EA de très faible amplitude dans le processus d'analyse et de caractérisation de l'endommagent. Ces signaux, considérés habituellement comme sources de bruit sont recueillis en fixant le seuil d'acquisition du système d'EA à une valeur inférieur à l'amplitude maximale de bruit en registré. Ce travail a nécessité d'une part, l'emploi d'une technique de débruitage qui permet d'améliorer le rapport signal à bruit des signaux, et d'autre part de séparer les signaux de bruit réel à ceux liés aux sources d'endommagement. En particulier, une méthode de débruitage par la transformée en ondelettes continue en utilisant une technique de seuillage doux a été proposée. En outre, les signaux associés au bruit réel sont identifiés à l'aide du critère S.F.M (Spectral Flatness Measure). Cette procédure a offert la possibilité d'explorer des signaux précurseurs auparavant inaccessibles. Voir les détails

Mots clés : Guided Lamb waves, non destructif testing, acoustic emission, continuos wavelet

Contribution à l'élaboration de l'oxyde de titane par le procédé sol-gel: Effet du dopage et des conditions expérimentales

Yacine BOUACHIBA (2014)
Thèse de doctorat

Le présent travail consiste à l'élaboration et la caractérisation de couches minces de TiO2 par la voie sol-gel. Une attention particulière a été accordée à l’influence de la température, l'atmosphère de recuit, l'épaisseur, les substrats, les couches inférieures et le dopage en Fe sur les différentes propriétés structurales, morphologiques, optiques, diélectriques et chimiques.Les différents échantillons sont caractérisés par la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM), La spectroscopie Raman, La spectroscopie FTIR, l'ellipsométrie spectroscopique, la spectroscopie UV-Visible et la spectroscopie m-lines en plus des mesures de l'hydrophilié. L'étude structurale montre que la cristallisation des films se produit pour des épaisseurs critiques. Le recuit thermique sous différentes atmosphères (air et oxygène) et les couches inférieures sont des facteurs clés pour former et améliorer la structure de la phase anatase. La transformation de phase anatase-rutile se produit à haute température (800°C). La couche inférieure de SnO2 et le taux de dopage élevé (7% at.) induisent cette transformation à base température.L'étude morphologique montre, en général, une croissance relativement uniforme et faibles valeurs de rugosité. On prévoit des propriétés optiques satisfaisantes. L'étude optique montre que les valeurs des indices optiques obtenus par les modèles sem-infini, Fourouhi-Bloomer et EMA sont en bon accord avec celles des littératures. L'étude du gap optique par l'ellipsométrie spectroscopique et la spectroscopie UV-Visible montre une diminution en fonction des différents paramètres. Les mesures de guidage optique montre que les films de TiO2 préparés sur verre se comportent comme des guides d'ondes monomodes dans les deux polarisations (TE et TM). Lorsque le SnO2 et le ZnO sont utilisés comme des couches inférieures, on observe l'absence des modes TM. L'étude diélectrique montre que l'approche qui se base sur l'analyse de Kramers–Kronig et sur les équations de Maxwell est acceptable si on le compare avec les autres modèles connus. L'étude chimique montre que les deux échantillons TiO2/verre et TiO2/(ZnO/verre) présentent une nature super–hydrophile. Voir les détails

Mots clés : TiO2, couches minces, sol-gel, anatase, rutile, gap optique, guide d’onde

Elargissement de pression dans les ailes lointaines de la raie de résonance de Lithium immergée dans les atomes de Néon.

Sabri BOUCHOUCHA (En préparation)
Thèse de doctorat

la méthode quantique utilisée pour calculer des émissions de spectres effectués et l'absorption de ligne de résonance 2p → 2s de lithium perturbé par les atomes du gaz néon ; à des températures comprises entre 200 et 3000K et longueurs d'onde entre 500 et 1000 nm, après la construction de l'énergie potentielle et la transition des moments dipolaires, ensuite nous les comparons avec d'autres travaux dans la littérature.Notre objectif est connaître l’espace la nature des naines brunes et extra-solaire et savoir les propriétés du premier plan pour les spectres de l’environnement atmosphérique et d'analyser les caractéristiques saillantes. Voir les détails

Mots clés : Mécanique quantique, collisionnes molécules LiNe, métaux alcalins, gaz nobles, absorbation, émission.

Contribution à la caractérisation de la précipitation dans les alliages Cu-Ni-Si et Cu-Ni-Si-Cr

Brahim MEHDI (2012)
Mémoire de magister

Notre travail porte sur des alliages des systèmes ternaire Cu-Ni-Si et quaternaire Cu-Ni-Si-Cr. Nous avons réalisé une étude expérimentale sur la cinétique de précipitation des phases présentes dans les systèmes étudiés via différentes méthodes d’analyse microstructurale telles que la Métallographie optique et électronique à balayage, les mesures de résistivité lors de traitements isothermes et la diffraction des rayons X in situ et ex situ. Nous avons étudié par calculs ab initio en appliquant la méthode FP-LAPW, la stabilité des phases précipitées dans l’alliage CuNiSi, cette méthode implémentée sur le code WIEN2k, ont permis de déterminer les propriétés structurales et énergétiques L12, DO22 et orthorhombique des phases intermétalliques N3Si, Cu2NiSi et Ni2Si. Des résultats originaux ont mis en évidence les similitudes qui existent lors des séquences de transformation de phases à l’état solide des deux alliages. Voir les détails

Mots clés : AA6061, polarisation, corrosion par piqûre, inhibiteur, pH

Utilisation d’un réseau de neurones artificiels pour la modélisation d’un essai de traction uniaxial – application HDPE –

Wafia GHABECHE (2005)
Mémoire de magister

Les propriétés mécaniques des matériaux sont d’un intérêt considérable puisqu’elles conditionnent non seulement tous les problèmes de leur mise en œuvre et leur mise en forme mais aussi leur comportement en service dans des applications extrêmement diversifiées. Pour un problème déterminé, le choix d’un matériau dépendra de ces propriétés mécaniques telles que la résistance, la dureté ou la ductilité. Il est donc nécessaire de les mesurer avec un certain nombre d’expériences que l’on appelle les essais mécaniques. Dans ce travail, nous voulons effectuer une programmation boite noire (black box), pour modélisé un essai de traction uniaxial. Dans la première partie, on établit une base de données conséquente relative à ce sujet. Les paramètres pris en compte sont les contraintes en fonction des déformations pour des vitesses de déformation prises entre 10-5 - 10-3 s-1, d’un polyéthylène de haute densité (HDPE), corrigées par la méthode de Bridgman. Le réseau choisi est un perceptron à une couche cachée, type feedforward, reconnu pour sa capacité d’approximer n’importe quelle fonction non linéaire. En premier, nous scindons notre ensemble de données en deux sous-ensembles : Le premier pour l’apprentissage, le deuxième pour la validation. Ensuite nous entraînons notre réseau afin qu’il apprenne bien le comportement du HDPE, enfin nous validions et nous testons sa réponse pour des nouvelles valeurs de vitesse de déformation. Voir les détails

Mots clés : traction, polyéthylène, réseau de neurones, feedforward, BRIDGMAN

Reconstruction de champs ultrasonores impulsionnels par déconvolution des effets spatio-temporels du transducteur récepteur

Wahiba DJERIR (2005)
Mémoire de magister

Lors de la mesure de champs de pression ultrasonore, le signal délivré par le transducteur récepteur est affecté par les propriétés de transmission spatio-temporelles de ce dernier. En particulier, la pression est spatialement moyennée en raison de la taille finie du récepteur. De plus, le signal délivré par le transducteur récepteur peut subir une distorsion du fait des variations fréquentielles de sa fonction de transfert. Le but de ce travail est de développer des procédures permettant de déconvoluer les effets spatio-temporels du transducteur récepteur et de sa chaîne de réception, afin de reconstruire le champ ultrasonore avec une meilleure résolution spatiale et temporelle. Ceci constitue un problème inverse dont la résolution a nécessité, d’abord, l’étude du problème direct. Pour cela, nous avons simulé le champ impulsionnel d’un transducteur plan ainsi que la réponse impulsionnelle spatio-temporelle de la chaîne de réception. Ceci nous a permis de déterminer le signal de sortie de la chaîne représentant les « données de mesure ». Le transducteur récepteur considéré était un hydrophone à membrane en PVDF avec des ouvertures de géométrie et de dimensions variées (linéaire, rectangulaire et circulaire). La déconvolution de la réponse impulsionnelle temporelle, qui a été effectuée à l'aide d'un filtre inverse, a donné des résultats performants, quelles que soient les dimensions de l'ouverture et le niveau du bruit du signal « mesuré ». Les résultats de la déconvolution spatiale effectuée à l’aide d’un filtre de Wiener spatial bidimensionnel ont montré la dépendance de la qualité de la reconstruction du rapport signal sur bruit, de la largeur de bande des fréquences spatiales du champ de pression étudié et des dimensions de l'hydrophone. Bien que, les résultats obtenus dans le cas des hydrophones bidimensionnels montrent des écarts entre le champ reconstruit et celui de la pression rayonné (pour un rapport signal sur bruit faible), ceux obtenus, pour des hydrophones à ouverture linéaire (égale à quatre fois la longueur d’onde centrale de l’impulsion ultrasonore) sont d’une très bonne qualité. Voir les détails

Mots clés : ultrason, hydrophone en PVDF, déconvolution, filtre inverse, filtre de Wiener

Evolution de l’écoulement stratifie en présence d’une Singularité

Abdelhalim ZITOUNI (2012)
Mémoire de magister

Ce travail de thèse a pour but l’étude des écoulements diphasiques dans une conduite horizontale avec et sans singularité. Une cartographie des régimes d’écoulements pour la configuration choisie a été établie dans un premier temps. Des mesures de la fréquence des bouchons, ainsi que les longueurs associées sans singularité à une distance égale à 107.5d ont été effectuées et comparées aux résultats obtenus à l’amont d’un élargissement brusque de rapport de section s=0.444. Les effets de la présence de la singularité sur les bouchons sont discutés. Voir les détails

Mots clés : Ecoulement diphasique, stratifié, bouchons, singularité

Simulation numérique des phénomènes transitoires d’une structure métal/semi-conducteur a de base silicium amorphe hydrogéné

Aicha ALLAG (2004)
Mémoire de magister

Dans le présent travail, nous nous intéressons à une structure métal/semiconducteur à base de silicium amorphe hydrogéné. Nous proposons la résolution numérique de l’équation de Poisson et des équations de continuité des électrons et des trous dans le régime stationnaire et dans le régime transitoire. Dans le régime transitoire, il faut tenir compte des cinétiques qui régissent les échanges des états énergétiques appartenant à la bande interdite avec la bande de conduction et la bande de valence. La résolution numérique des équations aux dérivées partielles non linéaires couplées est basée sur la méthode des différences finies et la méthode implicite d’Euler. Les propriétés du matériau sont introduites à partir du modèle de densité d’états. La résolution numérique des équations en régime stationnaire permet d’étudier la structure métal/a-Si:H en examinant la caractéristique courant-tension sous obscurité ou sous lumière. Ainsi, nous pouvons voir l’influence des paramètres sur la caractéristique courant-tension. Une application de la simulation numérique en régime transitoire est l’étude de la décroissance de la densité de courant de la structure métal/a-Si:H après la rupture de l’éclairement. Nous essayons de relier la décroissance de la densité de courant aux phénomènes de recombinaisons sur les états de la bande interdite. Voir les détails

Mots clés : structure métal/semiconducteur, silicium amorphe hydrogéné, phénomènes transitoires, Equation de Poisson, équations de continuité