Liste des Thèses de doctorat
Contribution à l’étude de l’endommagement des pipes en matériaux composites hybrides sollicités au flambement
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
Etude mécano-fiabiliste des propriétés mécaniques et ténacité des pipelines en acier revêtus
Malgré le développement des modèles de calcul de la durée vie des pipelines en acier pour le transport des hydrocarbures, sous corrosion localisée et défauts de fissuration, il existe encore un manque d'informations sur la corrélation entre les deux paramètres principaux caractérisant la géométrie du défaut à savoir sa profondeur et sa longueur.Le présent travail est une contribution à l’étude mécano-fiabiliste des propriétés mécaniques et de la ténacité des pipelines en acier, afin d’évaluer la durée de vie restante des conduites en acier pour le transport des hydrocarbures, et de corréler les deux paramètres dimensionnels à travers un paramètre commun qui est l'indice de fiabilité. Dans un premier temps, l'étude est menée en appliquant d’une part les méthodes analytiques basées sur le modèle d’Irwin, la méthode B31G, la méthode B31G modifiée, la procédure SINTAP, la méthode DNV-RP-F101, et d’autre part, les méthodes numériques au moyen du Code de calcul Abaqus. Puis dans un deuxième temps, la probabilité de défaillance exprimée par un indice defiabilité β, de la canalisation corrodée, soumise à une pression interne, est estimée en utilisant les méthodes de fiabilité FORM/SORM. Par ailleurs, des analyses de sensibilité ont été réalisées pour différentes géométries de défaut, afin d’identifier le degré d’influence de chacun des paramètres élémentaires de calcul impliqués respectivement dans les modèles analytiques et numériques. Après dans un troisième temps, une étude comparative entre les résultats de fiabilité des pipelines obtenus par couplage des méthodes d’évaluation de la fiabilité avec des modèles mécaniques baséssur les standards les plus utilisés, a permis de nous informer d’une manière réaliste et explicite surles modèles standards.Enfin, l’approche mécano-fiabiliste dans l’étude des propriétés mécaniques et de la ténacité des pipelines en aciers est conclue à travers la corrélation de la durée de vie du pipeline au moyen del’indice de fiabilité β en fonction de la longueur et la profondeur de la fissure. Cette corrélation permet de faire une comparaison directe des modèles de calcul utilisés et donc peut être un outil d’aide à la décision dans la détermination d’un programme d’actions de maintenance préventive ou curative dans les meilleurs délais et en toute sécurité. Voir les détails
Mots clés : pipelines, corrosion, défaut, normes de calcul, Indice de fiabilité, Sensibilité variables
Détection et Identification des défauts de surface des produits plats dans les processus de laminage par vision artificielle et algorithmes intelligents
Dans les procédés de fabrication de produits en acier, une grande importance est allouée à l'état de surface et les possibilités de son inspection, production en cours. Le simple contrôle visuel est incapable de suivre le produit qui est, généralement, en mouvement; et même avec une vitesse réduitedu process, l'inspection de la surface ne peut être réalisée qu'à titre d'échantillonnage, qui reste non exhaustif.L'inspection en fin de process, quant à elle, ne pourrait être la solution idélae, du fait qu'elle ne permettra que de retracer l'historique du process, et renseigner sur ses tendences. Par conséquent, les défauts du produit final qui ne sont pas détectés et corrigés, conduisent au déclassement des produits et induisent des coûts supplémentaires.Le travail proposé, porte sur le développement d'applicationde détection et de classification automatique des défauts de surface des produits laminés à chaud. Ces défauts (pailles, griffes, calamine, porosité, etc) sont multiples et d'apparence complexe. Ainsi, notre contribution consiste à proposer de nouvelles approches, basées sur des descripteurs d'images, utilisés dans quelques applications de biométrie, les appliquer à une base de données de référence pour valider les algorithmes développés, et améliorer les résultats de classification déjà publiés par d'autres études. En outre, nous élaborons une nouvelle base de données, composée d'images de défauts de bandes d'acier liminées à chaud sur une ligne de production locale et nous démontrons l'efficacité des approches proposées par leur application sur cette nouvelle base de défauts. Nous contribuons, ainsi, à fournir un outil performant qui peut être utilisé en ligne pour le contrôle de la qualité des produits et même servir dans la maintenance et l'optimisation de la conduite du process. Voir les détails
Mots clés : Contrôle qualité, vision, Mesure, Défaut de surface, Traitement d'image, Méthodes statistiques, classification, Temps réel
Modélisation et commande d’un système éolienne
Ce travail vise principalement à apporter une contribution à la modélisation, le contrôle et l’optimisation d’un système à énergie renouvelable basé sur l’énergie du vent en utilisant les techniques de commande et d’optimisation modernes. Après la modélisation de la chaîne de conversion d’énergie éolienne complète avec exploitation de la commande MPPT, deux types de contrôle ont fait l’objet de l’analyse pour le contrôle de couple électromagnétique: la commande On-Off et la commande par mode glissant. D’après les résultats de simulation obtenus, la commande On- Off présente de meilleures performances pour un système invariant. Dans le cas où le système est soumis à des variations paramétriques, deux stratégies de contrôle sont apparus comme concurrentielles à la technique de contrôle On-Off à savoir la commande On-Off floue et la commande par mode glissant floue. Les résultats obtenus mettent en évidence l’efficacité des stratégies de commande proposées en terme de robustesse. Afin d'extraire la puissance maximale du SCEE, l'objectif de contrôle peut être formulé comme un problème d'optimisation, et il existe une certaine difficulté à trouver les paramètres du contrôleur. Pour atteindre notre objectif, nous avons opté pour les algorithmes d'optimisation multi-objectifs: MOPSO et POGWO. L’amélioration des résultats obtenus en simulation a été validée comparativement aux travaux des articles cités en bibliographie. Voir les détails
Mots clés : MPPT, Commande On-Off, Mode glissant, logique flou, optimisation, Machine électriques triphasés, Les algorithmes de contrôles, Eolienne, GACE
Etude et Simulation des propriétésoptoélectroniques des lasers à puits quantiques
Ce travail porte sur la modélisation de la structure laser à base d’hétéro-structure àpuits quantique de matériaux semi-conducteur II-VI Cd1-xZnxTe /ZnTe. L’objectif est d’étudierla faisabilité d’un laser fonctionnant en continu pour des longueurs d’ondes courtes du spectrevisible, et cela en optimisant les paramètres importants du laser qui sont le gain optique et ladensité du courant de seuil. A cet effet, nous avons procédé à une étude détaillée de l’ensembledes propriétés du système à puits quantique à base de Cd1-xZnxTe /ZnTe. Nous avonscommencé par présenter les propriétés structurales et de bandes des matériaux semiconducteursde composés binaires II-VI II-VI: ZnTe, CdTe, ainsi que le calcul de différentespropriétés physiques de son alliage ternaire Cd1-xZnxTe, ensuite nous avons déterminé l’énergiede quantification et de transition des hétéro-structure Cd1-xZnxTe/ ZnTe en mettant enconsidération l’effet de la contrainte. Par la suite nous avons calculé le gain optique enfonction de plusieurs paramètres , afin d’obtenir un gain optique maximale dans les émissions(600, 580 et 560 nm) dans la région d’orange, jaune ,vert dans le spectre électromagnétique ,ainsi que la détermination de la densité de courant de seuil . Voir les détails
Mots clés : laser, Puits quantique, CdZnTe, ZnTe, semi-conducteur II-VI
ETUDE DE LA REACTION D’UN GUIDE DE LIGNE D’ARBRE SOUMIS A UNE SURCHARGE SOUDAINE
During the last decades, technological development has been directed towardsimproving the performance of mechanical systems to preserve the environment, lighten theinstallations and reduce their production costs. The aeronautical field has particularlyexperienced a significant development concerning the air conditioning systems in aircraft.The key component of these systems is the turbomachinery operating in rotation byaerodynamic bearings. Actually, in flight of the aircraft, these bearings may submit to suddenoverloads due to take-off, landing, turbulence or air holes, which can lead to dysfunction ordamage to these systems. The present work concerns the theoretical study of the dynamicbehavior of air foil bearings subjected to sudden external overloads. It is thus a question oftreating the case of an air bearing constituted of a flexible corrugated foils bearing housing(bumps) supporting a rigid rotor. In order to avoid any possible dry contact between the rotorand the housing, due to sudden or severe external excitations, these foils tend to be deformedby widening the reduced air film thickness. As for numerical modeling, starting from thehypothesis of the mechanics of thin viscous films and the mechanics of continuous media, thedynamic behavior of the air is given by the compressible Reynolds equation. The study of thedynamic behavior of air foil bearing is carried out by modeling three different parts: the air,the rotor and the structure. The fluid behavior is expressed by the unsteady Reynoldsequation, the movement of the rotor is obtained by the fundamental law of dynamics and thedeformations of the structure are determined by a simplified mechanical approach. Thetemporal dynamic problem can be solved using the Verlet algorithm which reducescomputational errors. This algorithm obviously includes the nonlinear air-structure interactionby applying finite difference discretization in implicit scheme and Newton Raphson’s method.The stability of the rotor without external excitations and the convergence of calculations tovalidate the program, are presented. In theory, different cases of external excitation areintroduced to the algorithm to see their effect on the trajectory and on the temporal behaviorof the rotor. Finally, a parametric study combining the influence of external excitations,operating conditions and stiffness of the flexible structure all on the operation stability anddynamic behavior of air foil bearing is presented. Voir les détails
Mots clés : Air foil bearing, elasto-aerodynamic, dynamic behavior, external excitations, compliance, rotor stability
Amélioration de la Qualité du Réseau Electrique à l’Aide deCompensateurs Actifs
This thesis falls within the framework of harmonic depollution of the low voltage electrical networks usingan active power compensators, this pollution is caused by the unlimited use of non-linear loads. The causes, theeffects of these harmonic disturbances and the international standards imposed to protect the consumers againstthese disturbances are presented. Also, several traditional and modern solutions against the harmonic pollution arepresented. We have focused our study on the development of the control techniques of shunt active power filter, Forthis reason, we have based on the development of methods for determining harmonic reference currents based on amultivariable filter (MVF), These new methods are able to correctly extract the reference harmonic currentsnecessary to control the SAPF, after that, we have implemented the modified (p-q) method on the power active filterin order to carry out a global active compensation of the harmonics currents, the behavior and quality of filtering ofthe APF are evaluated with two kinds of electric loads, with different types of electrical network and with aphotovoltaic power source. Then, we have developed two harmonic selective identification methods based onmultivariable filter, which are implemented in real time, in order to realise a selective active compensation ofspecific harmonic currents under low DC link voltage, this work was closed by an experimental validation of anactive power filter (APF) fed by a PMSG-based wind system, for this we implemented three controllers to controlthis system, which are the predictive current controller, Type-2 fuzzy logic controller, and an ANFIS controller. Theexperimental results obtained show that this system is capable of compensating for harmonics and reactive power,and also injected active power into the electrical network. Voir les détails
Mots clés : Harmonic pollution, APF, MVF, global active filter, selective active filter, wind system, PMSG
Elaboration et caractérisation tribologique des dépôts composites à matrice métallique projetés thermiquement sur composites à matrice polymère
Les matériaux composites à matrice polymères CMP renforcés par des fibres de carbone sont très compétitifs grâce à leurs propriétés mécaniques et à leur une légèreté. Ceci, résulte par des modules et des résistances spécifiques supérieures à ceux des matériaux métalliques. Néanmoins, ils demeurent sensibles à l’usure et surtout aux impacts répétés des particules, d’où leur nécessité d’être protégés. Les procédés de projection thermique sont depuis quelques temps utilisés pour améliorer les propriétés de surface de ces composites à matrice polymère. Cependant, une mauvaise adhérence et une dégradation mécanique et thermique sont généralement constatées. Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la protection des CMP, par le biais de dépôts réalisés par projection thermique avec un minimum d’impact sur le substrat. L'objectif principal de ce travail de thèse est d'étudier l'effet de la modification de la surface supérieure d’un substrat CMP sur la déposition d’une couche d’accrochage métallique qui permettra par la suite de déposer des couches de protection. Les CMP ont été élaborés avec différentes couches supérieures : couche en époxy pure, couche chargée en poudre de cuivre pur, couche chargée en mélange de poudre de cuivre et d'acier inoxydable et enfin une couche de tissu d'aluminium. Les couches surfaciques d’échantillons CMP ont été mises en œuvre pendant le processus de moulage sous-vide. La projection à l’arc a été utilisée pour déposer une sous-couche d’accrochage de zinc sur les CMP. Dans un deuxième temps, une étude a été abordée sur la faisabilité d’un revêtement à matrice métallique anti-usure par projection thermique à l’arc électrique FeCrNiBSi– W–Ti C et par cold spray Al-Al2O3. Des dépôts de sous-couches d’accrochage ont pu être obtenus et optimisés, sans dégradation thermique ou mécanique du composite. Dans le but de contrôler la qualité des revêtements obtenus, ces derniers ont subi une série de tests de caractérisation. Nous citons notamment l'adhérence, les propriétés mécaniques, la porosité, la microstructure, la morphologie et les faciès de rupture. Une fois optimisés, ces échantillons sont utilisés pour le dépôt des revêtements anti-usure et ont été évalués par le biais d’essais tribologiques et comparés au substrat sans revêtement. Voir les détails
Mots clés : Composite à matrice polymère, dépôt métallique par projection thermique, tribologie, adhérence
Analyse du signal de parole pour l'évaluation automatique des voix pathologiques
L’analyse acoustique du signal de parole pour le diagnostique et l’évaluation automatique des voix pathologiques est une discipline qui nécessite encore des investigations en raison des difficultés de développer des méthodes standards pouvant aider les cliniciens et les spécialistes de la voix pour évaluer et suivre l’évolution de la voix des patients avec une bonne précision. L’analyse du signal acoustique a pour objectif d’extraire des indices pertinents permettant de déterminer les caractéristiques de la voix. L'objectif de cette thèse est le développement de méthodes d’analyse acoustique dédiées à l'évaluation automatique objective de la qualité de la voix produite par des locuteurs dysphoniques. Dans ce travail, on s’intéresse à l’estimation des dyspériodicités vocales en utilisant la décomposition modale empirique dans le domaine log-spectral. Nous développons deux méthodes d’analyse. La première méthode est basée sur l'estimation de la source glottique via la décomposition modale empirique et la deuxième méthode est basée sur l'optimisation d'un modèle de la source glottique en utilisant la décomposition modale empirique et les algorithmes génétiques. Nous utilisons deux indices acoustiques pour quantifier les dyspériodicités vocales dans le signal de parole. Le premier indice est le rapport excitation à dyspériodicité segmental (EDRSEG). Il est inspiré de la définition de l'indice conventionnel rapport signal à dysperiodicité segmental. Le deuxième indice est le quotient d'ouverture moyen (MOQ). Les méthodes d’analyse proposées sont appliquées à un corpus de voyelles [a] synthétiques et un corpus de la parole naturelle produite par des locuteurs normophoniques et dysphoniques et comprenant une large gamme de pathologies. Afin d’améliorer davantage les performances de la méthode d’analyse proposée, nous avons utilisé une analyse multivariée en combinant la proéminence du pic cepstral et le quotient d'ouverture moyen. La combinaison des deux indices acoustiques améliore la performance de la méthode d’estimation des dyspériodicités vocales en termes de corrélation entre l’indice acoustique et l’évaluation perceptive. Voir les détails
Mots clés : Voix pathologiques, Décomposition Modale Empirique, Algorithme Génétique, indices acoustiques
Effet de la cinétique de précipitation sur la résistance à la corrosion de l’acier inoxydable duplex 2205 et de l’alliage d’aluminium 2000
This thesis is subdivided into two main parts. First, the influence of the microstructure of the AA2214-T6 aluminum alloy on the morphologies and electrochemical properties of anodic alumina oxide films was investigated. (AAO) formed, and then to see if the heat treatment T4 brought to the AA2214 alloy brought improvements in term of the morphologies of (AAO) and in term of resistance to the corrosion of the anodic alumina oxide films .Secondly, we orientate this work to correlate the pitting potential (Epit) evolution with the kinetics of σ phase precipitation in the 2205 duplex stainless steel aged at 850°C after solution treatment at 1150°C. The potentiodynamic polarization curves indicate a reduction of the pitting corrosion resistance with the aging time, which is revealed by a decrease in the Epit values from 0.65 to 0.40 VSCE. Thus, Epit values are used to determine the kinetics parameters of the σ phase precipitation. The experimental transformed fraction agrees well with the one calculated by using the modified Kolmogorov–Johnson–Mehl–Avrami equation with an impingement parameter c = 0.6. Voir les détails
Mots clés : Kinetics, KJMA, Pitting corrosion, Potentiodynamic polarization, sigma phase precipitation, Aluminum alloy, (AAO) anodic alumina oxide, porous structure, T4, EIS