Liste des Mémoires de Magister
SIMULATION BIDIMENSIONNELLE DU TRANSISTOR MOS EN SILICIUM DEPOSE PAR LES TECHNIQUES BASSES TEMPERATURES
L’objectif du thème proposé est consacré à une étude sur la construction d’une structure hétérogène de silicium polycristallin permettant de rendre compte les caractéristiques courant-tension du transistor MOSà canal N fabriqué à base de ce matériau. La couche de silicium polycristallin réelle contient de grain et de jointsde grain répartis aléatoirement. Donc pour modéliser plus simplement cette couche, un modèle géométrique 2Dà permet la mise en évidence d’un certain nombre de joints de grain perpendiculaires et parallèles à la surfacede croissance.Pour cela, une simulation approfondie basée sur la résolution numérique, à deux dimensions, des équationsdécrivant le transport dans les dispositifs à semi-conducteurs (équation de Poisson et les deux équationsde continuité des électrons et des trous) est utilisée en tenant en compte de la particularité des propriétés électriqueset physiques du silicium polycristallin. Dans cette simulation, on analyse la sensibilité des caractéristiques de transfert IDS(VGS) en fonction de la structure granulaire du canal, le nombre de joints de grains, défauts intergranulaires et à l’interface etc… Voir les détails
Mots clés : Silicium polycristallin, Structure hétérogène, Transistor TFT, Techniques basses températures, Simulation numérique 2D
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
ETUDE DE LA PLASTIFICATION DU PVC PAR DES HUILES NATURELLES ALIMENTAIRES
health starts several research to replace them by bio plasticizers, for that we studied the possibility of using the di ester isosorbide (DEI) and sunflower oil epoxydized as bio plasticizers. We manufactured PVC films containing various rates of DEHP, DEI and HTE. Then we carried out the analyses for the study of the mechanical (traction and hardness), thermals (coloring, TGA and DMA) and physic-chemical properties (volatility, extraction and leaching) according to change of the rate and the type of plasticizer. The results obtained show that the HTE has better thermal properties but very bad mechanical properties and physic-chemical, the DEI having almost the same properties or better than the DEHP. Voir les détails
Mots clés : PVC, DEHP, DEI, HTE, bio plasticizers, Volatility, extraction, leaching.
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
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
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
Etude des performances d’un amplificateur laser à CO2
La Puissance de sortie de la plupart des lasers dépasse rarement le Watt. Cependant pour certaines applications, cette puissance est insuffisante. Aussi il est nécessaire de procéder à son amplification. Les techniques d’amplification les plus performantes pour obtenir de grandes puissances consistent à amplifier cette lumière en utilisant des amplificateurs optiques à partir d’un rayonnement laser incident. D’où la nécessité de comprendre leurs fonctionnements et contrôler leurs performances. Notre travail porte sur l’étude des performances d’un amplificateur moléculaire à gaz carbonique en fonction des différents paramètres : la puissance incidente, la pression de l’amplificateur, le courant de décharge et le débit d’écoulement des gaz afin d’avoir le meilleur taux d’amplification du rayonnement incident issu de la source (laser à CO2). Dans ce travail expérimental nous avons choisi une configuration à un seul passage de notre amplificateur. C'est-à-dire que le signal laser passe une fois à travers le milieu amplificateur qui est un mélange gazeux (CO2, N2, He) pompé électriquement. Dans une première étape de ce travail nous avons étudié les caractéristiques du gain de l’amplificateur scellé à température ambiante. Le taux d’amplification du signal laser obtenu est très intéressant comparé aux résultats de la littérature. Cependant La saturation du gain observée à une puissance de saturation du signal d’entrée limite l’extraction de l’énergie accumulée dans l’amplificateur. Ce phénomène de saturation nous à amené à faire dans une deuxième étape l’étude de l’influence du refroidissement de tube amplificateur sur le gain. Cette étude nous à permit d’améliorer le gain de l’amplificateur Les meilleurs performances ont été obtenues à une température de refroidissement de 60C. La dernière étape de ce travail a été consacrée à l’étude des caractéristiques de l’amplificateur laser à écoulement des gaz. Nous avons étudié l’influence du débit d’écoulement des gaz sur le gain de l’amplificateur pour déterminer la gamme des débits qui saturent le gain de l’amplificateur. Les résultats obtenus pour l’amplificateur scellé ont été comparés à ceux obtenus pour l’amplificateur avec écoulement des gaz ou nous constatons une légère amélioration pour l’amplificateur à écoulement des gaz. Ce travail est le premier du genre au laboratoire, il sera suivi d’autres études des performances des amplificateurs optiques moléculaires à écoulement des gaz. Voir les détails
Mots clés : laser, Laser à gaz, Amplificateur laser
Elaboration et caractérisation des couches minces de TiO2dopées à l’erbium, à différentes températures et épaisseurs
This study is to develop and characterize thin films of titanium oxide (TiO2) dopedwith different erbium content (5, 7 and 10% by volume) and processed in a temperature range400-500 ° C. obtained by the sol-gel. These thin films are deposited on glass substrates andporous silicon. We have demonstrated the influence of the thickness, the rate of dopant andannealing temperature on optical properties, structural and thermal properties of thin films andxerogels. For this, various investigative techniques were used: DSC, XRD, Ramanspectroscopy, scanning electron microscope (MEB), atomic force microscopy (AFM) andUV-visible spectroscopy.The results obtained by DSC show that the doping of TiO2 with erbium produces afirst shift conversion of TiO2 to the low temperatures of 338 ° C to 260 ° C. So doping witherbium leads to an early acceleration of the crystallization of titanium oxide compared to theundoped state. For cons, the same addition of 5%, 7% and 10% of Er 3 + also causes a shift ofthe second transformation to the high temperatures of 357 ° C to 383 ° C. So it causes a delayof crystallization, but the formation of other phases.The DRX of thin films show the one hand, the addition of 5%, 7% and 10% of Er in thematrix of TiO2 causes in addition to the training phase of anatase and brookite, the presenceof other phases: Rutile, Er2Ti2O7, Er2TiO5, Er2O3 and secondly, the Raman spectrumconfirms these results.The SEM micrographs show that the thin layer is homogeneous and free fromcracking. They reveal a nanostructuring of thin layer which consists of nano grains consistentwith the sizes. While the AFM images show that they are composed of many nanocrystalswith high density on the substrate. The size of these nano-grains, the end appears on thesurface of the deposit increases with the doping with erbium. They also reveal that the nanograins are spontaneously organized in a certain order.The transmission spectra of thin films of titanium oxide doped indicate that they aretransparent in the visible and opaque in the UV. The calculation of the refractive index andporosity of thin films of erbium-doped TiO2, from the transmittance spectra, shows afluctuation of the latter depending on the annealing temperature, thickness and grade erbium.While the optical gap increases. Voir les détails
Mots clés : TiO2, Thin films, Er3+, sol-gel, anatase, Brookite, rutile, Er2Ti2O7, Er2TiO5, Er2O3
Etude paramétrique du traitementde microémulsions d’huile de coupepar le procédé d’électrocoagulation
Les besoins en eau sont de plus en plus importants alors que les quantités rejetées sontélevées. Les origines de la pollution des eaux sont diverses et variées. La pollution industrielledes eaux est la plus importante aussi bien du point de vue quantitatif que qualitatif.Le traitement des eaux résiduaires huileuses est d’une grande importance dans lagestion des rejets industriels usagés. Les hydrocarbures, d’une manière générale, et les huilesusagées d’une manière particulière sont considérés comme des déchets dangereux pouvantavoir un important impact négatif sur l’environnement. Toutefois, l’hydrocarbure ou l’huilepeuvent être valorisés, récupérés ou recyclés à condition qu’ils soient séparés de l’eau.Plusieurs techniques peuvent être appliquées à la séparation huile/eau, mais compte tenu descaractéristiques des eaux résiduaires et des conditions de rejet, certaines sont plus appropriéesque d’autres. L’objectif de ce travail est d’étudier l’applicabilité du procédéd’électrocoagulation au traitement d’une microémulsion d’huile de coupe.Dans une première étape, consacrée à une étude bibliographique, nous mettons enévidence l’état des connaissances sur les émulsions, et sur les techniques de déstabilisation etde traitement des effluents émulsionnés.Dans la partie expérimentale, nous avons procédé à l’étude de l’effet de certainsparamètres (densité de courant, pH initial de l’émulsion, nature et concentration del’électrolyte, distance inter électrode, concentration de l’émulsion) et le couplage de labentonite, sur le procédé mis en œuvre.Enfin, en utilisant un plan d’optimisation, trois paramètres ont été examinés : la densitéde courant (I), le pH initial de l’émulsion et la concentration de l’électrolyte (NaCl). Lesrésultats obtenus nous ont permis de déterminer les conditions optimales pour effectuer laréaction.Il ressort des résultats obtenus que, l’électrocoagulation (EC) utilisant des électrodes enaluminium est un procédé qui s’applique parfaitement au traitement de rejets émulsionnés,caractérisés par une grande stabilité et une importante charge polluante. Pour les valeursoptimales des paramètres opératoires (100 A/m2, pH 7, 1.5 g/L NaCl, distance inter électrodes2 cm et 90 minutes d’électrolyse), l’abattement de la DCO est de l’ordre de 94,41%, avec uneDCO résiduelle égale à 1450 mg O2/L. Voir les détails
Mots clés : Microémulsion; DCO; électrocoagulation; électrodes d'aluminium; Bentonite; énergie électrique spécifique consommée.
OBTENTION DUDIOXYDE DE MANGANESE ELECTROCHIMIQUEMENT ACTIF PAR METHODE SOL-GEL
Le dioxyde de maaganèse constitue le matériau de base de différentes applications et en particulierdans les générateurs primaires d'électricité.L'objet de notre étude consiste à synthétiser du dioxyde de manganèse par méthode chimique « sol -gel » électrochimiquement actif.Dans un deuxième temps nous avons fait une étude physicochimique qui nous a permis d'identifieret de déterminer les caractéristiques de notre poudre de Mn02 obtenue.L'étude analytique physico-chimique nous a permis de conclure que notre oxyde Mn02 est destructure cristalline Ramsdellite et que ce dernier contient de l'eau qui favorise son activitéélectrochimique.Les points isoélectriques {ffSlfl pHo) du MnO2 synthétisé ont été déterminés dans différentessolutions à différentes concentrations et varie faiblement en fonction de celles-ci.Mots Voir les détails
Mots clés : dioxyde de manganèse, cristallographie, double couche électrochimique, point de charge électrique.