Liste des documents
COMPORTEMENT STRUCTURAL ET MECANIQUE DES REPARATIONS SUCCESSIVES DES CORDONS DE SOUDURE DANS UN ACIER HSLA
Nous proposons, par ce travail, d’étudier l’influence des réparations successives par soudage sur la microstructure et le comportement mécanique de la zone affectée thermiquement (ZAT) d'un acier HSLA X70. L’analyse microstructurale détaillée a montré qu'au-delà de la deuxième réparation, la microstructure de la ZAT subit un changement significatif de la morphologie et de la taille des grains qui croit avec le nombre de réparations. L’analyse des résultats obtenus par la diffraction des rayons X par la méthode de raffinement de rietveld, en utilisant le logiciel MAUD, montre une augmentation de la taille des cristallites et une diminution de la densité de dislocations en fonction des réparations. Par conséquent, on a enregistré une dégradation de la limite d'élasticité et de la ténacité des éprouvettes réparées. Au-delà de la deuxième réparation, les propriétés des joints soudés ne satisfont pas les critères d’acceptabilité définies par les normes appliquées aux transports des hydrocarbures. Voir les détails
Mots clés : acier X70 HSLA, réparation par soudage, Z.A.T, densité de dislocation.
RESOLUTION DES EQUATIONS D’ETAT LINEAIRES D’ORDRE FRACTIONNAIRE
Dans ce travail, la résolution de l’équation d’état fractionnaire dmx(t)/dtm= Ax(t)+Be(t) , 0 < m< 1, représentant les systèmes linéaires fractionnaires d’ordre commensurable, pour tous les cas de figure des valeurs propres de la matrice d’état A et l’ordre de différentiation m a été proposé. Les expressions explicites des solutions homogènes et non homogènes de cette équation d’état fractionnaire ont été développées. Pour différentes valeurs propres de la matrice d’état A et l’ordre m, les solutions obtenues sont des combinaisons linéaires de fonctions fondamentales fractionnaires appropriées dont les transformées de Laplace sont des fonctions irrationnelles. Les approximations de ces fonctions irrationnelles par des fonctions rationnelles ont été obtenues pour que les solutions de l’équation d’état fractionnaire soient des combinaisons linéaires de fonctions exponentielles, cosinus, sinus, cosinus amorti et sinus amorti classiques. Des exemples illustratifs pour tous les cas de figure des valeurs propres de la matrice d’état A et l’ordre m ont été présentés et les résultats obtenus ont été très satisfaisants. Voir les détails
Mots clés : Décomposition modale
Diagnostic des systèmes non linéaires par analyse statistique multi-variée
Le diagnostic de fonctionnement de systèmes peut être défini comme une suite d’opérations qui a pour objet de détecter et de localiser dans un système, les défauts internes (processus lui-même), les défauts externes (actionneur, instrumentation), les modes de fonctionnement anormaux et de caractériser ces défauts ou modes de fonctionnement. Parmi les méthodes employées, on distingue généralement celles utilisant un modèle paramétrique décrivant le comportement du système à surveiller ( méthodes à base de modèle analytique) de celles qui ne s’appuient que sur l’analyse des données prélevées sur les systèmes comme, par exemple, la reconnaissance de formes. L’optimisation des processus et leur fonctionnement passe donc par une mise en place d’un système de surveillance du fonctionnement de ces processus. En effet, pour améliorer la conduite d’un système, il faut connaître, à chaque instant, l’état de fonctionnement de ce système et pouvoir discriminer états normaux et anormaux. Dans certaines situations, il est même nécessaire de prévoir l’évolution de l’état du système et de proposer un pronostic d’évolution des modes de fonctionnement. De plus, il est important de résoudre le problème lié à l’information : l’exploitant a besoin d’informations cohérentes pour gérer son processus. Dans le cadre d’une approche à base de modèle, l’objectif est mieux maîtriser la modélisation des systèmes (y compris les limites de modélisation) pour développer des approches de diagnostic robustes vis-à-vis des incertitudes de modélisation et des imprécisions de connaissance de façon plus générale. La complexité des mécanismes mis en jeu (les cinétiques non linéaires, les paramètres variant dans le temps, l’absence de mesures fiables) impose le développement et l’utilisation de techniques avancées de l’automatique pour développer une stratégie de diagnostic de fonctionnement en temps réel. Il est question donc d’utiliser des techniques de traitement de données pour développer des stratégies de diagnostic des systèmes. Ainsi des techniques d’identification des systèmes qui utilisent les mesures disponibles sur le processus telles que l’analyse en composantes principales (ACP) sont à développer. Il faut rappeler que l’analyse en composantes principales est une méthode linéaire, alors que la plupart des systèmes physiques ont des comportements non linéaires. Ceci a motivé un certain nombre de travaux pour étendre la portée de l’analyse dans un cadre non linéaire. Voir les détails
Mots clés : Sureveillance des capteurs, Analayse en composantes principales (ACP) et (ACPNL), statistique multivariée et ANN
Etude expérimentale et modélisation des cinétiques de transformation de phase dans un alliage de titane
The aim of this thesis is to experimentally study and to model the kinetics of α + β → β → αII phase transformations in Ti-6Al-4V alloy for isothermal and non-isothermal conditions. To this purpose, several technics have been performed (DSC, SEM, optical microscopy, in-situ electrical resistivity and XRD). The KM-JMA equation has been used to describe the kinetics of phase transformations during isothermal holdings. An approach based on the additivity rule has been developed to adapt the KM-JMA equation to non-isothermal phase transformations and is compared to the one using the fictitious time. Kinetics parameters (n, k and Q) have been determined using this approach and discussed based on the microstructural analysis. Mechanisms of the α + β → β → α phase transformations have been discussed by considering the microstructural analysis and the kinetics parameters already determined. Finally, the βm → αII phase transformation kinetics in isothermal conditions has been simulated with the MatCalc software and modelled using both the nucleation – growth theory and the KM-JMA equation. Voir les détails
Mots clés : Ti-6Al-4V, KM-JMA, additivity, nucleation – growth
MODELISATION AB INITIO DES DEFAUTS PONCTUELS DANS LES ALLIAGESINTERMETALLIQUES
Parmi les composés technologiquement intéressants, nous citons le ZrFe2 et NbFe2 auxquelsle présent travail est consacré. ce travail peut est scindé en deux grande parties: Dans la première,nous avons appliqué une méthode de calcul ab initio dite des pseudopotentiels, basée sur la théoriede la fonctionnelle de la densité (DFT), afin d’établir une corrélation entre propriétés magnétiqueset stabilité structurale des composés NbFe2, Zr0.5Nb0.5Fe2 et ZrFe2 dans les trois phases de LavesC14, C15 et C36, en ayant un intérêt particulier au cas du NbFe2 puisque ce dernier présente uncomportement magnétique très complexe. En effet, nous avons considéré l’état non magnétique,ferromagnétique ainsi que l’état antiferromagnétique. Pour ce dernier, toutes les configurationsmagnétiques possibles ont été considérées initialement, afin de mener une étude comparativecomplète et de porter un élément de réponse concernant l’état fondamental du composé NbFe2 enparticulier. Nous avons également calculé les énergies de formation, ainsi que les entropiesvibrationnelles dans les trois structures C14, C15 et C36, ce qui est très utile pour la discussion dela coexistence et la stabilité des différentes phases à hautes températures. Puis, nous avons préditl’évolution de l’expansion volumique, du module de compression, ainsi que la température deDebye de chacun des composés en fonction de la température. L’obtention de ces propriétésthermiques est difficile, voire couteuse expérimentalement, notamment pour des structurescomplexes telles que les phases de Laves. La deuxième partie du travail, est consacrée aux effetsdes éléments de transition, sur l’absorption de l’hydrogène dans le système C15-ZrFe2. Nous avonsétudié la préférence de site de l’hydrogène dans les différents sites interstitiels de Wyckoffdisponibles dans la phase C15, puis l’effet d’une série de métaux de transition sur les propriétésmagnétiques, structurales et énergétiques du composé ZrFe2, et ce, avant et après l’insertion del’hydrogène. Un intérêt particulier est accordé aux énergies de formation des hydrures, ainsi qu’auxénergies d’interaction entre atomes d’hydrogène à l’intérieur de l’hydrure. Voir les détails
Mots clés : Alliages Intermétalliques, défauts ponctuels, phases de laves, stabilité, Propriétés magnétiques, propriétés thermodynamiques, Insertion d'hydrogène, La théorie de la fonctionnelle de la densité DFT, Le Modèle Quasi-Harmonique de Debye
Contribution à la modélisation de structures et dispositifs passifs microondes basée sur l’utilisation de différentes techniques d’optimisation : Application aux filtres en guides d’ondes rectangulaires métalliques
In this work, we proposed a method for the synthesis of hollow waveguides filters. It consists of a combination of several calculations, simulations and optimizations techniques classified in a defined order to result in band-pass filters. It is a question of: First, to generate the coupling matrix starting from the filter specifications. Deduce the equivalent circuit and then convert it into a microwave structure, which consists of replacing the resonators and inverters of the circuit by resonant cavities and couplers. Once the circuit has been converted to a microwave structure, we need an analysis method to ensure the right conversion. For this, we used the segmentation method, which consists in fragmenting the structure into several basic elements (junction, bend and T-junction). Each element is analyzed separately using the mode-matching method, and then the structure is assimilated to a network made up of these basic elements. Since the final result requires optimization because it does not correspond perfectly to the specifications of the structure to be synthesized, we have studied and used three optimization techniques: genetic algorithms, particle swarm optimization and neural networks. To validate our synthesis method, we have successfully applied it to the synthesis of the Tchebychev, Dual-mode, and generalized Tchebychev band-pass filters. Voir les détails
Mots clés : filter, waveguide, Coupling matrix, Mode-matching, Segmentation method, Optimization techniques.
CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA COHESION DU JOINT DE SOUDURE HETEROGENE ENTRE UN ACIER DUPLEX ET UN ACIER HSLA
Nous proposons, par ce travail, d‘étudier l‘évolution de la microstructure et les propriétés mécaniques de soudures hétérogènes entre un acier inoxydable duplex et un acier faiblement allié API 5L X52, en utilisant 02 métaux d‘apport différents : duplex E2209 et austénitique E309. L‘investigation microscopique menée par le biais de la microscopie optique et MEB et par l‘analyse EDX a montré une importante variation du Cr et du Ni le long de l‘interface zone fondue/acier API X52, entre la ligne de fusion et la limite de type II. La dureté enregistrée dans cette zone est relativement très élevée. La résistance à la traction del‘éprouvette soudée avec l‘électrode E309 est sensiblement supérieure à celle de la soudure réalisée avec l‘électrode E2209. Les deux soudures hétérogènes montrent une bonne résistance à la corrosion dans milieu composée de 3.5% NaCl à température ambiante. Voir les détails
Mots clés : soudage hétérogène, acier inoxydable duplex, acier faiblement allié, Zone affectée thermiquement, migration du carbone, bande martensitique
Développement d'électrodes modifiées à base de films minces électroactifs. Application à la détection électrocatalytique
Au travers de ce projet de thèse, nous nous sommes fixés pour objectif la mise au point de nouveaux matériaux fonctionnels appliqués en électroanalyse. Il s'agit de développer de nouvelles électrodes modifiées ayant de grandes performances analytiques par dépôt de films minces métalliques à base d'argent ou de cuivre sur un substrat non-conducteur de verre époxy ; ou encore, par une dispersion de microparticules d'un métal noble à propriétés catalytiques, tel que le palladium, sur la surface d'un film polymère conducteur, tel que le polypyrrole électrogénéré sur silicium. Pour ce faire, nous avons opté pour la technique de dépôt par bain chimique afin de réaliser les dépôts métalliques d'argent et de cuivre ; et pour les méthodes électrochimiques de déposition, à savoir l'électropolymérisation et l'électrodéposition pour synthétiser les films composites palladium-polypyrrole. L'étude de la réactivité électrochimique des électrodes élaborées a pour objectif d'envisager leur utilisation comme capteurs voltammétriques dédiés à la détection de différentes substances d'intérêt pharmaceutique ou biomédical, telles que le peroxyde d'hydrogène, le formaldéhyde et l'acide ascorbique. La démarche que nous avons entreprise afin d'améliorer les caractéristiques analytiques de nos électrodes consiste à mettre en synergie les propriétés physicochimiques des dépôts et la réactivité électrochimique des électrodes élaborées en étudiant l'effet des paramètres de synthèse les plus influents de sorte à maîtriser leur influences sur les performances électrocatalytiques des électrodes, ainsi pour assurer une bonne reproductibilité des mesures. Voir les détails
Mots clés : Argent, capteur, Electrode modifiée, couches minces, composites, Polypyrrole
Génération d’un réseau sur puce au format VHDL RTL à partir d’unemodélisation de haut niveau UML par raffinement
Dans le passé, les systèmes embarqués et numériques ont été confinés surtout aux systèmesinformatiques. Aujourd'hui, ces systèmes sont appliqués dans un grand nombre de domaines etd’appareils tels que les télévisions numériques, les systèmes de communication, les radars, lessystèmes militaires et les instrumentations médicales. L’un des plus grands challenges au niveaude la conception de ces systèmes est l’interconnexion entre ses différents modules. Les réseauxsur puce (NoC) constituent un nouveau paradigme d’interconnexion pour les systèmes sur puce(SoC). Ils ont été proposés comme une solution prometteuse pour résoudre les problèmesrencontrés au niveau des interconnexions classiques.L’augmentation de la taille du réseau provoque plusieurs inconvénients, comme laréduction au niveau de la bande passante et la fréquence de fonctionnement et une augmentationau niveau de la latence et la consommation de l’énergie. Dans le présent document, nousprésenterons une nouvelle approche appliquée pour les réseaux sur puce (topologie Mesh 2D)afin de résoudre les problèmes rencontrés dans les architectures classiques. Cette approche estbasée sur une combinaison entre une stratégie de placement des modules, un routage XY à deuxniveaux et une technique de clustering basée sur la charge de communication entre les modules.Afin d’accélérer la conception de cette structure, nous avons utilisé une approche despécification orientées modèles à base de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM). Nousavons utilisé le paquetage RSM pour modéliser la topologie Mesh 2D à base de cluster et lepaquetage à machine d’état ou encore le paquetage d’activité pour la modélisation de l'algorithmede routage XY à deux niveau (intra-cluster et inter-cluster). Voir les détails
Mots clés : Réseaux sur puce, Algorithme de routage dynamique, Clustering, Topologie Mesh, Systèmes sur puce
La Contribution du Contrôle Direct de Couple d'une MAS Alimentée par des Onduleurs Multi-Niveaux en Appliquant l'intelligence Artificielle (Logique Floue-Réseau de Neurone).
Actuellement, avec la progression de l’électronique de puissance et celui de commande, il est possible d’obtenir la même performance des machines asynchrones (MAS) et des machines asynchrones à double stator (DSIM) que celles à courant continue. Les derniers développements de commande du (MAS/DSIM) ont vu l’émergence de différentes structures basées sur le contrôle vectoriel comme le contrôle direct du couple DTC. Cette stratégie de commande permet de calculer les grandeurs de contrôle qui sont le flux statorique et le couple électromagnétique à partir des seules grandeurs liées au stator sans l’intervention de capteur mécanique de la machine asynchrone et à double stator pour un entraînement électrique avec une source de tension multi-niveaux. De plus, cette structure ne nécessite pas l’application d’une commande à modulation de largeur d’impulsion (MLI) sur l’onduleur multi-niveaux, ce qui améliore, très nettement, les performances dynamiques des grandeurs contrôlées. Cet ensemble convertisseur-machine reste cependant restreint à la limite inférieure de gamme des fortes puissances, du fait des contraintes électriques subies par les semi-conducteurs et de leur faible fréquence de commutation. Cette étude consiste à l'optimisation de l’algorithme DTC à multi-niveaux, en appliquant plusieurs approches pendant la conception des tables de commutations afin d’améliorer les résultats classiques notamment la réduction d’ondulation du couple. Les résultats obtenus dans la DTC classique sont encore améliorés en appliquant la technique de la logique floue ainsi que les avantages des réseaux de neurones artificiels. Cet objectif comprend une amélioration de la réponse dynamique du système, ainsi que les performances en régime statique, particulièrement la minimisation des pulsations du couple électromagnétique de la (MAS/DSIM).Cette étude est basée sur la technique de diagnostic (Détection/Localisation) des défauts au niveau de l’onduleur par la technique de vecteur du Park et la coordonnées polaires et aussi la proposition du nouveau convertisseur multi-niveau à tolérance de pannes reconfigurable pour poursuivre la continuité du processus de l’ensemble du système. Des simulations numériques sur Matlab/Simulink ont été implantées pour valider les méthodes proposées. Voir les détails
Mots clés : commande direct du couple, Onduleur à multi-niveaux, machine asynchrone, machine asynchrone à double stator, Commande sans capteur, Commande par logique floue, Réseaux de neurones artificiels, Détection, localisation, Reconfiguration