Liste des Thèses de doctorat
Elaboration électrochimique de nanostructures d’oxyde de cuivre (Cu2O)
Dans ce présent travail, nous avons étudié l’effet du potentiel appliqué sur les différentes propriétésdes nanostructures de Cu2O électrodéposées sur un substrat de FTO à partir d’un bain sulfate. Toutd’abord, nous avons étudié les mécanismes de l’électrodéposition du Cu2O en utilisant les techniquesde la voltamétrie cyclique et la chronoampérométrie. Les mesures de Mott-Schottky ont montré que lesnanostructures du Cu2O électrodéposées à différents potentiels cathodiques possèdent une conductivitéde type p avec une augmentation avec le potentiel de la densité des porteurs de charges de 1.30 à 5.38×1018 cm-3. Les caractérisations morphologiques par AFM présentent un changement remarquable de laforme des grains de Cu2O en fonction du potentiel appliqué. Egalement, la surface des dépôts devientmoins rugueuse lorsque le potentiel appliqué se déplace vers les valeurs les plus négatifs. L’analyse parla diffraction de rayons X a montré que tous les échantillons ont une structure cubique avec uneorientation préférentielle suivant la direction (111). En outre, la taille moyenne des cristallites diminueen augmentant le potentiel. L'analyse par la spectroscopie UV-Vis et la photoluminescence nous apermis de déterminer les propriétés optiques des nanostructures du Cu2O telles que l’absorption, latransmission, l’énergie du gap et les domaines d’émission. La transmission de nos échantillons estélevée est de l’ordre de 70 % dans le visible et le gap optique varie entre 1.61 et 2.24 eV. Laspectroscopie Raman est utilisée pour distinguer les phases présentes dans les nanostructures du Cu2O.Les résultats de l’effet Hall ont confirmé celles obtenus par les mesures de Mott-Schottky. Voir les détails
Mots clés : Cu2O, électrodéposition, Mott-schottky, nanostructures, potentiel cathodique
Contribution à la caractérisation et synthèse de pigment de peinture à base de calamine. Evaluation de la qualité et analyse des incertitudes sur les propriétés.
The iron oxide pigment consists of 53.18% iron with a siliceous matrix. The calamine itself contains 73.83% iron. The density of the pigment and calamine is respectively ρ=3.0665 g/cm3 and ρ=5.4203 g/cm3. The pigment is of oolitic structure. Calamine has a homogeneous structure of the three iron oxides. The grain size of the compounds is between 0.6 and 40 μm with a D50 of less than 8 μm. Their specific surfaces are 1.6 and 1.5 m2/g. The calamine has an ability to keep its magnetization unlike the pigment which has a low magnetization.Simultaneous Thermal analysis shows a mass increase of 3.602% between 400 and 1000 °C for calamine and exotherm equal to 1.128 W/g. For the iron pigment, this analysis shows an overall mass loss equal to 11.05% accompanied by heat absorption equal to 1.926 W/g. For the iron pigment, this analysis shows an overall mass loss equal to 11.05% accompanied by a heat absorption equal to 1.926 W/g. Concerning the mixtures with 5, 10, 15, 20, 25 and 35% of calamine, we find a decrease of the loss of mass. The flow of heat takes a polynomial pace increasing.The SEM observations show a homogeneous structure of the calamine composed of grains of iron oxides of different sizes ranging from 1 μm to 10 μm and aggregates of small particles. As for the iron oxide pigment, it is composed of aggregates of grains more or less rounded formed of oxides of iron and gangue. The EDS analysis shows a dominance of the iron element for both materials. The optical measurement spectra show that the three compounds do not absorb any visible radiation and absorb significant fluxes in the near UV. They reflect all the incident radiation in the visible but reflect very little near UV radiation. The X-ray diffraction of calamine shows that the crystalline phases of its constitution are mixtures of wustite, magnetite and hematite. As for the iron oxide pigment, it is composed of the following crystalline phases: goethite, hematite, fayalite, silica, phosphorus pentoxide, and hausmannite. The prediction model that we developed deals with the modeling of mass loss and thermal behavior as a function of the mixing rate by a combined model of "neuronal network NN" and the MTCS simulation, which allowed us to calculate this mass loss and the corresponding energy variation. The model based on the neural network approach, by its high precision, offers us a reduced range of uncertainties compared to the linear model. Voir les détails
Mots clés : Pigment iron, scale (calamine), iron oxides, grinding, Simultaneous thermal analysis, X-ray diffraction, spectrophotometry.
Elaboration et Caractérisation de Couches Minces SnS
The present work deals with the deposition and characterization of tin sulfide thin film for the photovoltaic application. Films were synthesized by spray pyrolysis technique due to its simplicity and low cost. The starting solutions, were composed of tin chloride (SnCl2) and thiourea (CS (NH2)2) as a source of Sn and S respectively. Sets of films were prepared by varying four deposition parameters namely deposition time, solvent, spray flow rate and substrate temperature. After preparation films were subjected of various characterizations: structural, morphological, optical and electrical. The structural characterization indicates that SnS films have an orthorhombic structure with a preferential orientation (111) when prepared at low flow rate, high substrate temperature and distilled water as solvent. However, secondary phases such as Sn2S3, SnO2 and Sn metal are detected in films prepared with methanol as solvent. SEM results indicate the presence of bubbles and craters on the surface of films prepared with methanol, this is due to the sulfur exo-diffusion in form gas of S2. The optical studies show that SnS film has a large absorption coefficient in the visible range; the optical gap value is in the order of 1.3eV suggesting that SnS thin films can be a good candidate for thin films solar cells. The electrical measurements indicate that films prepared at high substrate temperature have a large conductivity. The I-V characterization of the two realized SnS/CdS and SnS/ZnS heterostructures reveal a typical behavior of a heterojunction with a good ideality factor; their characteristics are improved after thermal annealing. The Au/SnS/CdS/FTO heterojunction exhibits a photovoltaic effect but with a poor efficiency. Voir les détails
Mots clés : Tin sulfide, Spray pyrolysis, Thin films, solar cells.
Simulation des propriétés électriques d'une jonction à base de nitrure de gallium. Application au détecteur de rayonnement
Le nitrure de gallium (GaN) est l'un des composés semi-conducteurs les plus intéressants, bien adaptés pour fonctionner dans n'importe quelle application dans laquelle la température ou le niveau de radiation pourrait endommager l'électronique conventionnelle. Récemment, la détection du rayonnement ultraviolet (UV) au moyen de dispositifs à base de GaN a suscité un grand intérêt dans de nombreux domaines importants, nécessitant des détecteurs à haute performance, à faible courant d'obscurité et à haute sensibilité. Dans ce travail, nous avons évalué, au moyen d'une étude de simulation en utilisant le simulateur de conception assistée par ordinateur (TCAD) Silvaco-Atlas, les caractéristiques électriques de deux types de photodétecteurs UV: le premier est un photodétecteur à barrière de Schottky (Pt / n-GaN) tandis que le deuxième est un photodétecteur "p+-n-n+" à base du composé ternaire Al0.17Ga0.83N. Les caractéristiques électriques densité de courant - tension et réponse spectrale monochromatique, sous différentes intensités de lumière UV en polarisation inverse et directe, ainsi que les effets de la température et les pièges sont présentées. Les résultats de simulations, ont montré que les densités de courants sous des tensions de polarisation inverse et dans l’obscurité, sont extrêmement faibles. Par contre, en illuminant les détecteurs par des rayons UV avec différentes intensités, nous avons montré que les densités de photo-courants augmentent de plusieurs ordres de grandeur, ce qui confirme l'utilité des structures étudiées pour la détection des rayons UV. D'autre part, on a constaté une réduction significative de la réponse spectrale des détecteurs étudiés, sous l'effet de la présence de certains niveaux de piégeage. Voir les détails
Mots clés : simulation, GaN, Photodétecteur, Ultraviolet, température, Réponse spectrale
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
Les techniques de reconnaissance de Formes Application : à la reconnaissance de l’écriture Arabe
Le domaine de la reconnaissance de l’écriture arabe manuscrite a reçu un intérêt de recherche intensif aux cours des deux dernières décennies et se concrétise aujourd’hui par un grand nombre d’applications opérationnelles. Malgré ces avancées, le problème reste ouvert à la recherche et à l’expérimentation à cause des caractéristiques morphologiques complexes du manuscrit arabe qui sont à l’origine de la défaillance des traitements. Les travaux de recherches présentés dans cette thèse s’inscrivent dans ce cadre et constituent une contribution au domaine de la reconnaissance de l’écriture arabe manuscrite. Dans un premier temps, nous proposons une approche globale basée sur une combinaison parallèle de classifieurs pour la reconnaissance hors ligne de mots arabe manuscrits. Le système développé s’articule autour de quatre modules distincts : prétraitement, extraction de primitives, classification basée sur deux types de classifieurs : SVM et k plus proches voisins flou et un module de combinaison. Des expériences ont été effectuées sur des images de la base de référence INF/ENIT ont montré l’efficacité du système proposé.En second temps, nous présentons un nouvel algorithme de segmentation en caractères des mots arabes manuscrits. Cet algorithme est fruit d’une coopération entre un ensemble de règles morphologiques spécifiques à l’écriture arabe (AMS) et un classifieur SVM mono classe, dont la tache principale consiste à accepter ou rejeter les points de segmentation primaires générées par le module AMS. Il a montré de bons résultats de segmentation sur des mots extraits de la base de données de référence IFN/ENIT. Voir les détails
Mots clés : reconnaissance de l’écriture arabe manuscrite ; combinaison de classifieurs ; séparateurs à vaste marge ; k plus proches voisins flou ; la transformée en cosinus discrète, histogrammes des gradients orientés ; segmentation.
PREDICTIVE CONTROL OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINE USED IN A WIND SYSTEM
The use of renewable energy systems has become very important in the re-cent years due to environmental concern and the increasing demand of energy. Nowadays, wind power is the fastest growing energy source with increase in installed power mainly driven by increase in quantity and power rating of the wind turbines. The increase in the power of the generators leads to the need of research on new control strategies and different topologies of power converters to combine performance, power quality and efficiency demanded by these sys-tems.In this sense, this research project presents various advanced predictive control strategies for different power electronic converters employed in perma-nent magnet synchronous generator (PMSG) wind energy systems. The pro-posed systems combine the advantages of proven wind turbine technologies, such as low-cost machine-side converters, and efficient grid-side converters. The classical control techniques, based on linear PI regulators and low band-width modulation, present several technical issues during system operation, to overcome these issues, a high performance predictive control strategies are proposed in this thesis to control the power converters. The main feature of these control techniques are that a particular attention is paid to increase the efficiency and sustainability, reduce the torque and DC-link ripples, operating at considerably constant switching frequency and help higher penetration of renewable fluctuating power into the grid. Detailed technical work is supported by MATLAB/SIMULINK model based simulations and validated by experi-mental work on a laboratory prototype consisting in a PMSG and power con-verters, considering the fluctuation of the wind speed. Voir les détails
Mots clés : Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG), Wind energy systems, Predictive control stratigies, Experimental work
Etude des propriétés thermodynamiques des fluides purs
Les propriétés thermodynamiques des fluides peuvent être prédites ou optimisées en utilisant les équations d’état globales. L’émergence de ces équations est prometteuse pour la modélisation de procédés mettant en jeu des fluides en conditions supercritiques, capables de reproduire des équilibres de phases avec précision dans des intervalles de températures et de pressions les plus larges possibles. Le premier volet de ce travail détaille l’application du modèle du crossover sur les données expérimentales: pression, masse volumique et température (P,?,T) des composés suivants : propane, n-heptane , excepté l’argon étudié dans un précédent travail de recherche. Les résultats nous mènent à la détermination d’un système de paramètres dépendant de chaque substance afin d’établir une équation d’état, L’ajustement des données expérimentales de la chaleur spécifique isochorique (Cv) permet de déterminer les paramètres calorifiques pour l’obtention d’une équation fondamentale. Le deuxième volet de ce travail fournit une comparaison de l’équation d'état de l'argon précédemment formulée [A. Rizi, A. Abbaci, J. Mol. Liq. 171, 64 (2012)] au diamètre de la courbe de coexistence liquide-vapeur de l'argon. En outre, les diamètres de la courbe de coexistence du propane et du n-heptane ont été étudiés. Des résultats satisfaisants ont été obtenus. Voir les détails
Mots clés : équation d’état, modèle du crossover, région critique, propane, n-heptane.
Variations de la qualité des eaux et son impact sur le sol des zones humides du PNEK
L’étude réalisée a pour objectif de caractériser les eaux superficielles et les sédiments de surface des zones humides du PNEK de la région d’El Kala, à travers le suivi spatio-temporel de plusieurs paramètres physico-chimiques et métalliques. Afin de réaliser notre étude, 144 prélèvements d’eau et de sédiment de surface ont été effectués au cours de l’année 2010. L’étude des paramètres physico-chimiques a révéler des variations qui reflètent bien l’état réel et la nature des eaux superficielles douces et salines des zones humides de la région d’El-Kala. Ces variations reviennent à la localisation des stations étudiées qui sont influencées par les apports et les pertes des eaux douces et salines. La matrice de corrélation des paramètres physico-chimiques montrent qu’il existe une forte corrélation entre la température et les autres paramètres. Les résultats obtenus montrent que la distribution des métaux lourds analysés dans les deux matrices est assez variable, aussi bien entre les saisons, qu’entre les stations, cette observation est appuyée parle test d’analyse de la variance à un critère de classification. Les paramètres physico-chimiques soumis à l’analyse en composante principale permettent de cerner une forte corrélation de la température de l’eau et du potentiel d’hydrogène avec le reste des paramètres analysés, et sur le plan spatial, on relève aussi que les paramètres physico-chimiques sont faiblement corrélés dans les eaux salines et fortement corrélés au niveau des eaux douces. Cette étude relève aussi, que les eaux superficielles de la zone concernée sont indemnes de toute contamination par le fer, le cuivre et le zinc du fait que les valeurs d’indices de contamination relevés par ces éléments sont inférieures à la norme admise par notre étude, par contre ces eaux présentent des indices de contamination par le plomb, le chrome, le nickel et le manganèse nettement supérieurs à la norme. Au niveau des eaux superficielles, il a été constaté une forte corrélation entre, le fer et le manganèse avec un « r=0.95 » au niveau des trois lacs, le chrome et le nickel avec un « r =0. 97 » au niveau du lac Oubeira, le fer et le plomb avec un r=0.95 au niveau du Tonga et El Mellah. Les sédiments de surface de la zone d’étude sont contaminés par le fer, le plomb, le nickel et le chrome et indemnes de toute contamination par le cuivre, le zinc et le manganèse. Cette conclusion est appuyée par le calcul des indices de contamination relevés par ces éléments. Les résultats des analyses relatifs aux métaux lourds des trois plans d’eaux ont permis de tracer pour les stations étudiées des histogrammes, l’observation de ces derniers montre une fluctuation des concentrations, selon une évolution saisonnière, présentant, une augmentation dans le sens saison humide, saison sèche, c'est-à-dire hiver, printemps et été, et une décroissance dans le sens été, automne. La qualité des eaux et des sédiments dépend en grande partie de la qualité physico-chimique du milieu aquatique, surtout de la température de l’eau, et du potentiel d’hydrogène du milieu. Cette étude confirme que les zones humides de la région d’El Kala souffrent d’un problème de pollution des eaux et des sédiments de surface, cette pollution est d’origine naturelle « nature géologique des sédiments et nature des eaux et d’origine anthropique (domestique : eaux usées et activités agricoles). Voir les détails
Mots clés : eaux, sédiments, métaux lourds, zone humide, qualité, hydrochimie, contamination
Développement d'algorithmes de traitement des signaux pour la détection et la localisation des défauts. Application au contrôle des matériaux par ultrasons multiéléments.
Le contrôle non destructif (CND) par ultrasons vise à détecter et/ou localiser des défauts dans des pièces en phase de production, d’utilisation ou de maintenance. Pour s’adapter aux cadences de production industrielle de nouvelles méthodes se sont beaucoup développées depuis quelques années. Elles se basent sur une nouvelle technologie des équipements et des algorithmes de traitement plus puissants. Les techniques classiques par ultrasons, ne font plus l’objet de travaux de recherche. En effet, nous assistons à une émergence d’outils très utilisés dans le domaine médical qui commencent à voir une adaptation dans le contrôle industriel des matériaux et de leurs assemblages. La possibilité d’acquérir une information permettant de caractériser les défauts en nature, en taille et en orientation a nécessité le développement de nouvelles techniques basées sur les sondes multiéléments (Phased arrays).L'objectif du travail est donc le développement de nouvelles méthodes de traitement du signal permettant la détection et la localisation des imperfections présentes dans les matériaux. Voir les détails
Mots clés : contrôle non destructif (CND), ultrasons multiéléments, traitement du signal, détection, localisation