Liste des Thèses de doctorat
Etude du composrtement à l'endommagement des materoaux composites stratifiés
Dans ce travail, plusieurs composites stratifiés à matrice époxyde ont fait l’objet d’une étude expérimentale dans le but de déterminer l’influence de certains paramètres tels que, le type de renforts, la séquence d’empilement et l’hybridation sur le comportement mécanique et dynamique amortissant. Une étude détaillée est d’abord menée pour déterminer les propriétés mécaniques des différents composites stratifiés, en traction statique et en flexion 3-points. Les résultats obtenus ont été analysés et comparés à ceux trouvés par la méthode ultrasonore. Des observations microscopiques au microscope optique et au microscope électronique à balayage (MEB) des faciès de rupture des différentes éprouvettes ont été présentées et les modes d’endommagement ont été analysés. Ensuite, une analyse du comportement dynamique, en utilisant la méthode d’analyse dynamique mécanique (DMA) et la méthode d’analyse modale expérimentale (EMA), est mise en place pour identifier les propriétés viscoélastique et dissipatives des différents matériaux. Enfin, l’utilisation de la méthode d’analyse modale et la méthode ultrasonore (propagation des ondes de Lamb) pour la détection de la présence d’endommagement a permis d'éclairer le lecteur sur la sensibilité de ces deux méthodes d’analyse, et de mettre en évidence l’évolution des propriétés mécaniques de la structure composite en fonction du niveau de dégradation. Voir les détails
Mots clés : Composites stratifiés, Comportement viscoélastique, Interface, vibrations, Analyse modale, amortissement, Cohésion, endommagement
Utilisation des Méthodes Variationnelles et des Équations d’Évolution en Traitement d’Images
Le travail mené dans le cadre de cette thèse porte, essentiellement, sur la segmentation etla restauration des images par les techniques basées sur l’évolution de courbes, les equations aux dérivées partielles (EDP) et le calcul variationnel. Notre intérêt s’est porté sur la représentation implicite des courbes via les ensembles de niveaux. Plusieurs avantages découlent de l’utilisation d’une telle représentation, elle présente moins de contraintes sur la géométrie des objets à segmenter (peuvent être irréguliers c.-à-d. avec de fortes courbures). De plus, elle permet un changement automatique de la topologie en cours d’évolution.Pour amorcer ce travail, nous nous sommes penchés, en premier, sur la famille des contoursactifs paramétriques. Par la suite, nous avons étudié les contours actifs implicites basés contour et ceux basés région. Une attention particulière a été accordée aux approches basées région vu leurs multiples avantages comparé à la famille des approches basées contour. De ce fait, nous avons pu mettre en évidence les points forts et faibles des trois grandes classes des contours actifs basé région, à savoir les approches globales, locales et hybrides.Ce travail nous a mené à proposer une fonctionnelle d’énergie régissant l’évolution ducontour, combinant des statistiques locales (moyennes et variances) et des statistiques globales (moyennes), avec une hybridation à poids dynamique de ces deux termes. Aussi, la rapidité de la convergence a été significativement améliorée en nous inspirant de l’algorithme par balayage (sweeping) pour proposer un algorithme rapide d’optimisation de la fonctionnelle. Ce dernier permet de calculer l’optimum de la fonctionnelle sans avoir à passer par l’équation d’Euler-Lagrange. Ces deux points constituent l’essentiel de notre contribution dans cette thèse. Enfin, pour valider nos résultats, une étude comparative et une évaluation quantitative ont été mises en oeuvre entre le modèle proposé et les modèles les plus en vue de la familledes contours actifs basés région. Voir les détails
Mots clés : Segmentation d’images, Restauration d’images, regularisation, Approches variationnelles, Ensembles de niveaux, Statistiques locales et globales
Etude, conception et simulation numérique d’un transistor MOSFET biaxial contraint
Due to the high need for faster electronic devices, with smaller size and higher performances, Researchers and manufacturers of Semiconductor devices make many efforts to face the difficulties and challenges to improve the performances of these semiconductor devices. One of the solutions consists of applying strained silicon on the conventional devices, in such a way that the structure of the MOSFET transistor on a massive substrate known as conventional does not change completely; however, its performances improve. In order to increase the mobility and speed of these electronic devices, Researchers are facing problems related mainly to the reduction in the size of the devices; these problems are known as short channel effects. The aim of this work is to conduct research allowing the study and the computer-aided design of an enhanced architecture of MOSFET transistors called a biaxial transistor using the SILVACO-TCAD process and device simulation software. The results obtained, allowed us then to determine the performances of this device and to compare them to those of the conventional transistor, to show the importance of the introduction of biaxial strain in the improvement of the carrier’s mobility and the devices speed, thus allowing obtaining better performances while continuing the scaling. Voir les détails
Mots clés : Biaxial, Biaxial strain, High-K material, Mobility, MOSFET, SILVACO-TCAD, simulation, Strained Silicon
Caractérisation non destructive et structurale de soudure d’acier inox duplex
Ce travail a porté sur l'estimation de l'effet de la composition chimique de différents métaux d’apport et l’apport de chaleur du procédé de soudage sur la microstructure et les propriétés mécaniques des soudures multi-passe en acier inoxydable duplex standard 2205. Nous avons utilisé trois matériaux d'apport, la nuance super duplex ER2594, la nuance duplex ER2209 et E2209-15. Les microstructures de différents passes de joints soudés sont étudiées en utilisant des techniques de caractérisation standard, telles que le microscope optique et le microscope électronique à balayage MEB, plus des tests non destructifs comme l’ultrason et diffraction des rayons x (DRX)…etc. La relation entre les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et la microstructure des joints soudés est évaluée. On constate que les propriétés mécaniques de la soudure réalisé par la combinaison de ER2594 à la passe de racine et ER2209 en complément, sont meilleures que celles de la soudure exécuté par ER2209 seulement, dû au l’affinement des grains de la passe de racine et de la teneur élevée en éléments d'alliage comme le chrome Cr et l'azote N. La microstructure indique la présence d'austénite sous différentes morphologies dans la zone fondue ER2209, même dans le cas d’ER2594, mais avec un taux plus élevée et taille de grains plus fines, particulièrement l’austénite de type Widmanstätten. Les tests électrochimiques appliqués sur la première soudure dans une solution de NaCl 3,5% à température ambiante ont démontré une résistance à la corrosion supérieure à celle de la deuxième soudure.Finalement, le procédé de soudage qui a un apport thermique élevé, fournit un faible taux de ferrite et une large zone affectée thermiquement ZAT Voir les détails
Mots clés : Soudage à l'arc tungstène inerte gaz (TIG), acier inoxydable duplex, Métal d'apport, Test non destructif, Microstructure et Propriétés mécaniques
Etude des propriétés thermodynamiquesdes 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,ρ,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
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 réduite du 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 idéale, du fait qu'elle ne permettra que de retracer l'historique du process, et renseigner sur ses tendances. 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’application de détection et de classification automatique des défauts de surface des produits plats laminés à chaud. Ces défauts (pailles, griffes, criques, 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 à ce jour 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 laminées 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.
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 réduite du 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 idéale, du fait qu'elle ne permettra que de retracer l'historique du process, et renseigner sur ses tendances. 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’application de détection et de classification automatique des défauts de surface des produits plats laminés à chaud. Ces défauts (pailles, griffes, criques, 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 à ce jour 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 laminées 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
Couches minces de ZnO pour applications en optique: synthèse et étude des effets de la concentration du sol, du dopage Ce et du co-dopage Ce-Li
Dans ce travail, nous avons rapporté l'étude des propriétés structurales, morphologiques, optiques et photoniques des films minces de ZnO préparées par la voie sol-gel et déposées par dip-coating. Les effets de la concentration du sol, du faible dopage Ce et du co-dopage (Ce, Li) sur ses propriétés sont systématiquement étudiés. Les caractérisations DRX ont montré que tous les diagrammes de diffraction sont typiques de la structure hexagonale de ZnO wurtzite avec une orientation préférentielle selon l'axe c. En outre, la qualité cristalline des films minces est affectée par la concentration du sol et la concentration de dopage. Des micrographies SEM et AFM ont révélé que les morphologies des couches minces déposées sont affectées par les concentrations de sol et la concentration de dopage. Les résultats de la transmittance UV-Vis-NIR ont indiqué que tous les films sont hautement transparents dans le visible et que la bande interdite optique dépend des concentrations du sol et de dopage. Les mesures PL à température ambiante ont révélé la diminution de l'émission UV et visible avec l'augmentation du niveau de dopage Ce et le co-dopage Li conduit à l'amélioration de l'émission visible. Les propriétés optiques déterminées par spectroscopie m-lignes ont démontré que l'augmentation de la concentration de sol conduit à une augmentation de l'épaisseur et de l'indice de réfraction des couches minces pour les polarisations TE et TM. Les résultats ont également montré à partir des spectres de mode que le mode guidé du guide d'onde ZnO à couche mince déposé à 0,7 M est mieux confiné et présente des pertes optiques inférieures à celles de 0,5, 0,6 et 0,8 M. Les pertes de propagation inférieures à 1,5 dB / cm a été mesurée sur le film mince préparé à partir du sol de concentration 0,7 M. Voir les détails
Mots clés : sol-gel, dopage, co-dopage, concentration du sol, couches minces, ZnO
Etude des propriétés thermodynamiquesdes 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,ρ,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 : modèle du crossover, région critique, propane, n-heptane
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