Département de Génie Mécanique

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Simulation numérique du climat d'une serre solaire fermée
(Université Mouloud Mammeri, 2010) Fouchane, Sid-Ali
Dans ce travail, nous avons abordé les écoulements dans une serre fermée multichapelle à l’aide de code de calcul Fluent durant la période estivale diurne, et ce pour extraire l’excédent de chaleur et le stocker dans un aquifère chaud, et l’utiliser en période hivernale et la nuit quand le rayonnement manquera. La méthode numérique utilisé est la méthode des volumes finis schéma explicite, la turbulence a été modélisé à l’aide de la méthodekà deux équations, nous avons pris en considération l’influence de la végétation sur le bilan thermique dans la serre et sur l’effet de serre, et la quantité d’énergie à stocker. La simulation est faite sous un maillage GAMBIT irrégulier.
Etude des paramètres de revêtement des aciers à chaud par le zinc
(Université Mouloud Mammeri, 2010) Saghi, Lynda
L'objet de ce travail vise à étudier l’effet des paramètres sur la galvanisation à chaud des aciers au carbone. Les paramètres influents sur la technique de galvanisation : - L’état de surface - La température du bain de zinc - La composition du bain - La durée d’immersion Ce mémoire se compose de deux parties : - La première partie est consacrée à la synthèse bibliographique. - La deuxième partie présente les matières premières et les techniques expérimentales ainsi que l’interprétation des résultats. La première partie est divisée en trois chapitres : Le premier est consacré à donner des généralités sur les aciers et leurs classifications. Dans le second chapitre, on trouve le détail des phénomènes de corrosion. Egalement, les différentes méthodes de protection sont rappelées. Le procédé de galvanisation à chaud et le rôle essentiel de la couche d’inhibition sera abordé dans le troisième chapitre La seconde partie se compose de deux chapitres : Le premier fait le point sur la nature des matériaux utilisés, les dispositifs, la méthode expérimentale et l’ensemble des techniques de caractérisation telles que la microscopie optique(MO), la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des rayons X (DRX) et la microdureté. Le second (chapitre V) est consacré à la présentation des principaux résultats obtenus ainsi que leur interprétation. Le travail est, clôturé par une conclusion générale, qui résume les renseignements acquis à partir de cette étude.
Modélisation et influence des paramètres de cisaillement sur la réponse des structures
(Université Mouloud Mammeri, 2010) Si Hadj Mohand, Chafiaa
L’objectif de ce programme de calcul est de développer un nouveau modèle matériel pour simuler l’influence du paramètre de cisaillement sur la réponse des éléments de structures métalliques. Une modélisation de la fissuration par approche continue combinée à la plasticité avec écrouissage non linéaire a été employée pour décrire le comportement global du matériau considéré. Des différentes valeurs du facteur de conservation de cisaillement ont été réinsérées dans la matrice de rigidité pour le calcul du transfert de contraintes tangentielles à travers la fissure. Le modèle ainsi élaboré, sera implanté dans un programme de calcul par éléments finis. Pour sa validation finale, trois types de comportements y sont traités (fragile, semi fragile et ductile).Une comparaison entre les résultats numériques et les résultas analytiques relatives au modèle a montré que les résultats obtenus par ce programme sont en corrélation parfaite avec les résultats expérimentaux pour un intervalle de valeur du facteur de cisaillement bien précis.
Comportement sous sollicitations cyclique et statique des composites à renfort verre et matrice organique
(Université Mouloud Mammeri, 2010-06-03) Manssouri, Lilla; Mansouri, Lilla
Le présent mémoire a pour but la caractérisation mécanique en quasi statique et en fatigue d’un composite à matrice organique renforcés par des fibres de verre discontinues. Dans cette étude un vif intérêt a été porté sur l’effet du vieillissement et l’orientation des fibres sur les propriétés mécaniques du matériau. L’analyse de l’ensemble des résultats des essais quasi statiques et de fatigue nous a conduits aux conclusions suivantes : - le comportement du matériau est anisotrope ; - le module et la contrainte maximale des éprouvettes longitudinales sont nettement supérieurs à ceux des éprouvettes transversales ; - ce composite supporte des déformations importantes dans le sens transversal ; - les propriétés mécaniques diffèrent selon l'endroit où les éprouvettes sont découpées par rapport à l'orifice d'injection; - l’humidité provoque la dégradation des caractéristiques mécaniques du matériau; - le talc ralentit la diffusion de l’eau dans le matériau. - la tenue en fatigue globalement plus faible sur les échantillons vieillis ; - le type de fixation des éprouvettes libre/encastrée provoque des contraintes supplémentaires pouvant masquer le comportement réel du matériau ; - l’introduction d’un critère de fin d’essai Nx pour le dépouillement des courbes de fatigue.
Introduction aux modélisations et aux méthodes de calcul des matériaux composites
(Université Mouloud Mammeri, 2010-07-11) Kherbouche, Laaziz
Les matériaux composites occupent une place de plus en plus importante dans la réalisation de structures à hautes performances mécaniques (aérospatiale, aéronautique, automobile….). De telles utilisations doivent nécessairement s'accompagner d'une bonne connaissance du comportement du matériau, de telle manière à déterminer le type de renfort et la séquence d'agencement qui permet d'avoir des propriétés mécaniques de façon optimale. L'objectif de nôtre travail est d'effectuer une étude comparative sur la caractérisation du comportement mécanique d'une plaque composite d'empilement [0/90/±45]2S, sous l'influence de divers paramètres entre autre: les différentes orientations de fibres d'un pli, de la fraction volumique de fibres et de leurs natures (verre, kevlar, graphite haut résistance et haut module). Les caractéristiques mécaniques de ce stratifié symétrique régulier seront prévues par l'utilisation d'une approche mathématique basée sur un modèle de Mindlin et la théorie de Kirchhoff-love. Les différents résultats obtenus, montrent une variabilité dans les caractéristiques mécaniques en fonction de degré d'anisotropie du matériau, et nous permet aussi de proposer les types d'agencements capables d'améliorer la résistance du composite stratifié dans une telle direction de sollicitation.
Élaboration et caractérisation du carbure de silicium à partir des éléments silicium et carbone
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Mehraz, Saida
L'objet de cette étude est la synthèse du carbure de silicium, en utilisant de mélanges de poudres de silicium et de graphite, par la mécanosynthèse. Dans le premier chapitre, nous ferrons appel aux matières premières et les méthodes expérimentales. Le deuxième chapitre est réservé aux résultats expérimentaux et les interprétations qui en découlent. Une conclusion générale sur la méthode d'élaboration du carbure de silicium SiC et les méthodes de caractérisation de ce matériau précédera les perspectives de ce mémoire.
Élaboration de l'intermétallique FeAl utilisé comme renfort particulaire dans les matériaux composites
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Kheloui, Kahina
L’étude de l’élaboration des composés intermétalliques Fe-Al par frittage réactif, nous a permis de mieux comprendre les différents phénomènes qui se produisent durant la réaction SHS. L’analyse par diffraction des rayons X (DRX) des mélanges Fe1-50Al et Fe2-50%Al at. à base de poudre de fer de différentes granulométries a montré les produits frittés sont constitués particulièrement du composé FeAl à plus haute température (1100°C). A de plus basses températures (680, 800°C), la réaction passe par la formation de composés intermédiaires tels que le Fe2Al5 et FeAl2 qui coexistent avec le composé FeAl. Il semble que la réaction évolue à température en faveur de la formation du composé FeAl seul. La réaction rapide et exothermique du fer et de l’aluminium a été mise en évidence par des analyses thermiques et dilatométriques. Il apparait que le mélange à base de poudre de fer à faible granulométrie présente une meilleure réactivité et une température d’amorçage relativement plus basse (voisine de 653°C). L’étude de la synthèse des composés Fe-Al par frittage flash, nous a permis de suivre l’évolution instantanée de la réaction par combustion du mélange de fer et d’aluminium. Il s’est avéré que l’élaboration du composé FeAl par réaction SHS est possible par chauffage local de l’échantillon ou par frittage flash qui consiste à faire passer un fort courant à travers l’échantillon pendant un temps très réduit.
Élaboration et Oxydation de l’alliage (Ni-11% Al) en masse
(Université Mouloud Mammeri, 2011-03-03) Bareche, Samir
L’étude des alliages réfractaires contenant comme éléments majeurs, du fer, du cobalt, du nickel, du chrome et de l’aluminium, ont fait l’objet de nombreuses études à cause de leurs propriétés mécaniques appréciables comme par exemple : bonne tenue à chaud, une résistance suffisante à l’action chimique et plus précisément à la corrosion à température élevée. Ils ont un large domaine d’applications, on les trouve dans l’industrie, les turbines à gaz, les équipements de transport et de stockage, la construction aéronautique et spatiale, la construction automobile et ferroviaires, etc … Il ressort de la bibliographie que beaucoup de travaux ont été réalisés sur les alliages à base nickel à l’état massif, mais à notre connaissance, peu sur les frittés. Pour cela il nous a paru utile d’élaborer tout d’abord, par frittage classique l’alliage (Ni-11%Al) en masse. Ensuite, étudier sa réactivité vis-à-vis de l’air à haute température. Notre choix s’est porté sur cet alliage de teneur 11% en aluminium pour obtenir des alliages réfractaires d’une part, et d’autre part, susceptible de former une couche d’oxyde d’alumine alpha (Al2O3) couche très protectrice et plus performante que les oxydes : NiO et Cr2O3. Cette étude se divise en deux grandes parties :  La première partie : est consacrée à élaborer les frittés de l’alliage (Ni-11%Al) destinés aux tests d’oxydation par frittage naturel, tout en étudiant les mécanismes de densification par dilatométrie à température variable qui sera épaulée par des mesures d’analyse thermique différentielle  la deuxième partie : est consacrée à l’oxydation de ces mêmes frittés à différentes températures (T = 1200 – 1250 – 1300 – 1350 et 1400°C) en régime isotherme pendant 24 heures à la pression atmosphérique sous air dynamique, tout en examinant en parallèle l’influence de la microstructure donc de la porosité. Car l’état de surface joue un rôle primordial sur la cinétique de croissance de la couche d’oxyde.
Simulation numérique des transferts thermiques dans un sol non saturé
(Université Mouloud Mammeri, 2011-05-21) Belkaid, Noura
La modélisation des transports de masse et de chaleur reste encore l’une des problématiques à explorer, malgré la diversité des travaux et leurs multitudes. Dans le cadre du présent travail l’objectif est d’élaborer un modèle de transfert de chaleur et de masse dans un sol non saturé. Cet objectif a été réalisé en cinq (05) phases développées dans les chapitres de ce mémoire ; La modélisation nécessite une caractérisation du produit (le système) afin de déterminer ses diverses propriétés physiques et mécaniques, la résolution d’un problème de transfert de masse et de chaleur revient à déterminer alors les grandeurs caractéristiques à savoir, la température, la teneur en eau massique et masse volumique, ce qui permet le calcul des flux de chaleur et de masse. Pour calculer les paramètres suscités nous avons établi un modèle en se basant sur les principes de conservation de la mécanique des fluides et thermodynamique à savoir l’équation de continuité (conservation de la masse) l’équation de mouvement (conservation de la quantité de mouvement) et l’équation d’énergie aussi avec les lois empirique de Darcy-Fick pour le transfert de masse. Un modèle numérique est développé en utilisant la méthode des volumes finis qui est une méthode de discrétisation des équations de système développé précédemment, il sera question de les discrétiser dans l’espace et dans le temps. La résolution du système s’est faite à l’aide de la méthode Newton-Raphson qui est une méthode itérative qui consiste à initialiser la valeur des paramètres et à définir une suite de système linéaire tangent, le schéma de Newton-Raphson est imbriqué dans la boucle de calcul d’intégration temporelle, à chaque pas de temps. On démarre les itérations avec les valeurs convergées aux pas précédent par la suite nous donnons l’algorithme de calcul afin de le résoudre sous le logiciel de calcul Matlab. Ce programme nous a permis de simuler un sol non saturé et de montrer l’influence de la température et de la teneur en eau ; moteurs des transferts de chaleur et masse ; sur les caractéristiques hydriques et diffusives du sol. De même, ce programme nous a permis de caractériser le comportement thermique et hydrique du sol à l’échelle d’une année et à l’échelle d’une journée. 83 Conclusion générale S’agissant de la période de 24heures, les variations de température en surface affectent le sol dans une couche qui n’excède pas 60cm d’épaisseur. Ces premiers résultats obtenus ont montré que l’objectif initial a été atteint, en effet le modèle simule le transport de masse dans un milieu poreux non saturé, il donne aussi des résultats généralement satisfaisants en faisant la comparaison avec des travaux déjà effectués auparavant, en ce qui concerne l’évolution des températures dans le sol et la teneur en eau massique. Notre simulation s’est faite sur des valeurs moyennées de climat extérieur à savoir la température et le rayonnement solaire.
Modélisation et simulation des performances d'une installation hybride de conversion d’énergies renouvelables
(Université Mouloud Mammeri, 2011-09-26) BAGHDADI Fazia, BAGHDADI Fazia
Notre avenir énergétique doit être basé sur des énergies non polluantes ayant des ressources importantes .Les énergies renouvelables sont les meilleurs candidats mais avec une production intermittente. L’objectif de ce travail est d’évaluer les performances d’un système autonome de production d’énergie électrique, couplant un champ photovoltaïque et une éolienne, un générateur diesel et un système de stockage composé de batteries. L’emploi de SEH peut conduire à optimiser l’exploitation de la ressource renouvelable. L’interconnexion de plusieurs sources d’énergie renouvelable (des éoliennes, des panneaux photovoltaïques, etc.) dans un Système d’Energie Hybride (SEH) peut avoir une incidence profitable sur la production d’énergie électrique, en termes de coût et de disponibilité.
Caractérisation structurale et mécanique du joint soudé de la liaison bimétallique Acier Ordinaire E36/ Acier anti-usure NAXTRA70 utilisé par l’Unité Grue de Bejaïa dans l’assemblage de la pelle chargeuse et godet d’excavation
(Université Mouloud Mammeri, 2012) Marouf, Hanifa
Ce travail porte sur la caractérisation micro structurale du joint soudé de la liaison bimétallique Naxtra70/E36 réalisé par soudage au semi automatique sous protection gazeuse de CO2 avec un nouveau métal d’apport sous forme de fil réceptionné par l’Entreprise Nationale des Matériels de Travaux Publics (ENMTP). Ce fil de diamètre 1,2mm de dénomination commerciale SG2 est un acier ordinaire selon la fiche technique. Le choix de ce nouveau métal d’apport fait suite à la substitution du métal de base acier anti usure austénitique Z120M12 (acier hadfield) par un nouveau acier anti usure Naxtra70. Les résultats essentiels de ce travail de caractérisation se résument comme suit : Le métal d’apport est un acier ordinaire de construction mécanique légèrement chargé en carbone et proche de l’acier E36 utilisé pour la fabrication de la pelle chargeuse. Le nouvel acier choisi Naxtra70 dénommé acier anti usure est en fait un acier faiblement allié au Ni, Cr et Mn et ne peut jouer son rôle d’ant i usure s’il est utilisé à l’état brut de livraison du fait que sa dureté et sa tenue à l’usure abrasive n’est pas appréciable et les valeurs obtenues présentent une forte dispersion. A l’état trempé à l’eau, cet acier voit sa tenue à l’usure et sa dureté nettement améliorées.Le comportement à la traction et à la résilience du joint soudé en acier ordinaire du type SG2 est pratiquement le même qu’un joint soudé réalisé avec un acier austénitique fortement chargé en carbone et en manganèse (0,8%C et 14%Mn). Ses caractéristiques en flexion trois points (limite d’élasticité et résistance à la flexion) bien qu’inférieures de 50% en moyenne par rapport à celle obtenues sur le joint soudé en acier austénitiques restent quand même appréciable. Ceci présente un autre avantage par rapport au coût de cet acier ordinaire par rapport à l(‘acier austénitique. Le mode de rupture de ce joint soudé est un mode purement ductile. Ce métal d’apport de type SG2 présente une bonne soudabilité sans apparition de fissuration après soudage comme rencontré dans les anciennes liaisons bimétalliques Acier anti usure Z120M12/E36.
Analyse des contraintes dans les pièces mécaniques à l'aide de la photoélasticimétrie de la méthode des éléments finis
(Université Mouloud Mammeri, 2012-01-24) Touat, Tarik
Dans les transmissions de couple ou de puissance plusieurs pièces mécaniques peuvent entrer en contact. Des contraintes sont alors développées dans les éléments en contact. Différentes structures analysées ont montré que leurs ruptures sont dues à ces contraintes. Il est donc très important pour les concepteurs de machines de connaitre les contraintes et les déformations au voisinage et dans les zones de contact pour un bon dimensionnement des différents éléments. On se propose dans cette étude de déterminer les champs de contraintes développées dans les éléments mécaniques en contacts. L’étude a portée sur le contact cylindre/plan et le contact poinçon/plan. On a étudié les champs de contraintes dans deux cas : Le premier cas on a appliqué l’effort normal seul et le deuxième cas effort normal conjugué avec un effort tangentiel. Une étude tridimensionnelle d’un contact de deux cylindres à axes orthogonaux est réalisée à l’aide de la méthode des éléments finis pour déterminer les champs de contraintes développés dans le cylindre au voisinage de la zone de contact. Les contraintes ont été déterminées dans différents plans permettent une analyse complète du modèle. La photoélasticimétrie est une méthode basée sur la biréfringence accidentelle qui est une propriété optique de double réfraction que présentent certaines matières transparentes. Les directions et les valeurs de la différence des contraintes principales dans le modèle chargé sont déterminées en exploitant les franges isoclines et isochromes obtenues au niveau de l’analyseur du polariscope. Pour la partie simulation, on doit souligner la difficulté de gérer le contact entre les deux solides, surface de contact et répartition de l’effort appliqué. Des programmes écrits sous le logiciel CASTEM ont permit la simulation des franges photoélastiques. Des déplacements sont imposés aux noeuds successibles de renter en contact, après application de la charge, en fonction de leurs positions. Les franges simulées sont alors comparées aux franges expérimentales. Pour les différents résultats obtenus, deux types de comparaison ont étés faites : La comparaison des isochromes et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement et la comparaison des valeurs expérimentales et numériques de la différence des contraintes principales le long d’un segment vertical. Dans les deux cas on a vérifié que les résultats sont comparables.
Réhabilitation thermique d'un local dans une zone aride cas de Ghardaia
(Université Mouloud Mammeri, 2012-03-04) Sam, Farida
L’habitat contemporain en Algérie ne répond pas aux exigences de confort en général et thermique en particulier. Ce constat est renforcé par la non prise en charge, dans la conception de départ, de plusieurs critères à savoir, une conception architecturale qui s’adapte au climat, une isolation thermique de l’enveloppe extérieure du bâtiment et enfin une inertie thermique stabilisatrice de l’ambiance intérieure au bâtiment. La région de Ghardaïa se caractérise par un climat chaud et sec, et une amplitude thermique diurne très importante. En effet, les températures maximales peuvent atteindre 50°C le jour, pour l’amplitude diurne, elle avoisine 15°C. Ces conditions climatiques favorisent à leur tour l’inconfort et leur prise en compte dans la conception architecturale de départ est plus que souhaitable afin d’assurer non seulement un confort thermique aux occupants mais également d’éviter toute opération de réhabilitation thermique souvent très délicate et coûteuse. Notre travail de recherche, vient s’inscrire dans une optique de réhabilitation thermique d’un local d’habitation dans la région de Ghardaïa afin d’assurer un certain confort thermique. Des principes de conception architecturale bioclimatique et d’isolation thermique de l’enveloppe seront appliqués. A cela s’ajoute pour la période la plus froide de l’année une intégration d’une installation solaire sous forme de capteurs plans à effet de serre.
Elaboration et caractérisation de l’oxyde de zinc fritté en présence d’ajouts
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Berkouk, Adjia
Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l’élaboration des céramiques à base d’oxyde de zinc par frittage en présence d’ajouts et leur caractérisation afin de rechercher un ajout convenable pour améliorer les propriétés de ces céramiques Après avoir établi les diverses étapes de la préparation des céramiques sous forme de pastilles, nous avons étudié le traitement thermique du frittage dans le but de voir l’influence de la température ainsi que des ajouts (oxyde de bismuth et oxyde de magnésium ) sur les propriétés physico-chimiques du matériau obtenu. L’évolution structurale et microstructurale sont examinées par microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffraction de rayons X. Les propriétés diélectriques du matériau ont été mesurées et comparées en fonction de la composition. La densification des compositions étudiées nous a permis de choisir les températures optimales de frittage. Les frittés à ces températures ont révélé au microscope électronique à balayage une bonne densification avec une distribution homogéne des tailles des grains. En présence du bismuth une phase eutectique a été observée aux joints de grains de ZnO. Cette phase qui fond à 740°C a permis un frittage en phase liquide qui densifie le matériau à température relativement basse. L’annalyse par diffraction des rayons X de l’échantillon fritté en présence de MgO présente uniquement les pics caractéristiques de l’oxyde de Zinc ;ces pics sont décalés vers les grand angles de diffraction ce qui est en faveur de la formation d’une solution solide de substitution dont le paramètre de maille diminue. Cette dimunition s’explique par la substitution des cations Zn2+ dans le réseau par ceux de Mg2+. L’étude des propriétés diélectriques des céramiques sous différentes fréquences (1, 10,100 et 1000 KHz) et à deux températures (l’ambiante et 100°C) a conduit à la mise en évidence du comportement diélectrique des deux mélanges. L’étude des propriétés diélectriques montre que les céramiques frittées en présence de Bi2O3 présentent une bonne polarisation et d’intéressantes propriétés diélectriques à la température de 100°C et à basse fréquence. En présence de MgO la substitution cationique de Mg2+ dans le réseau de ZnO fait diminuer les propriétés diélectriques du matériau. L’oxyde de bismuth permet un bon frittage de ZnO à la température de 1100°C. La céramique ainsi élaborée présente des propriétés diélectriques intéressantes lui conférant un comportement d’isolant. Ceci nous permet de classer le Bi2O3comme ajout convenable à l’effet de synthétiser des céramiques diélectriques par frittage de ZnO.
Etude du composite céramique-métal (Sic/ alliage d'aluminium obtenu par infiltration
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Sidhoum, Zehra
Ce travail avait comme objectif l’étude d’un composite à matrice d’aluminium renforcée par des particules du carbure de silicium élaboré par la technique de l’infiltration spontanée à la température de 900°C. Á la fin de l’opération d’élaboration, il a été constaté un mauvais mouillage du SiC par l’aluminium en raison d’une couche d’alumine qui s’interpose à l’interface solide/liquide. La bibliographie rapporte que beaucoup de chercheurs s’accordent à dire que l’alumine qui se forme inévitablement aux interfaces empêche toute interdiffusion solide/liquide et limite le mouillage. La technique de frittage en phase liquide a été appliquée pour améliorer le contact Al/SiC par compression à froid et assurer un bon mouillage des particules du carbure. L’analyse par diffraction des rayons X n’a révélé aucune formation de nouvelles phases. Les observations au MEB ont mis en évidence une adhérence médiocre des particules solides avec la matrice. L’immersion des particules directement dans le bain du métal en fusion soumis à un brassage n’améliore point la mouillabilité de la céramique SiC par l’aluminium. La diffraction des rayons X ne révèle aucun polytype correspondant au carbure de silicium SiC. Á travers ces résultats il semble que le type de SiC utilisé n’est pas mouillé par l’aluminium en fusion à la température de 900°C. Des microanalyses EDS-X ont révélé la présence d’une certaine quantité d’oxygène aux interfaces ce qui nous a amené à penser à l’existence d’une fine couche d’alumine qui se ségrége à l’interface et empêche ainsi le contact direct entre les particules du carbure de silicium et la phase liquide. Pour éliminer la couche d’alumine et améliorer ainsi le mouillage, trois méthodes sont appliquées, à savoir : le traitement à 1200°C, l’application d’une pression ainsi que le traitement des particules du carbure de silicium par de
Etude comparative de lois constitutives pour matériaux hyperélastiques soumis à des chargements cycliques
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Aimene, Kahina
Ce mémoire s'inscrit dans le cadre général de l'étude des matériaux élastomères. Nous nous sommes intéressés aux modèles de comportement hyperélastiques obtenus à partir de différentes approches. La comparaison des prédictions numériques de ces modèles nous ont permis d’établir le domaine d’application de chacune de ces modèles. Le nombre de coefficients nécessaire pour l’identification de ces lois a aussi été un paramètre important dans notre choix. En effet, il a été clairement démontré qu’il existe plusieurs jeux de coefficients vérifiant les résultats expérimentaux dans le cas d’un chargement particulier. Comme conclusion de cette étude nous pouvons conclure que le modèle de Biderman décrit correctement la réponse dans le cas de petites déformations alors qu’en grandes déformation un léger décalage est observé. Cependant, le nombre de coefficients (5) nécessaire pour l’identification est trop grand ce qui limite l’intervalle de son utilisation. En effet, le comportement n’est pas stable pour toutes les valeurs possibles que peuvent prendre ses paramètres. Le modèle proposé par Haines-Wilson reproduit parfaitement le comportement des élastomères en déformations modérées, néanmoins il prédit que partiellement le raidissement final en extension equibiaxial. Le modèle de Hart-Smith offre de bons résultats aux petites déformations contrairement aux larges déformations. Toutefois, il ne permet pas de prendre en compte le raidissement final de la courbe de traction, et n'est applicable que dans une plage de déformation allant de 0 à 400% environ. Les prédictions numériques obtenues par le modèle de Gent reproduisent parfaitement le comportement des élastomères en tous types déformations. Cependant, le raidissement final apparait nettement dans les résultats ce qui confère au modèle un domaine d’utilisation plus large. Les deux paramètres matériaux de ce modèle possédant un sens physique, leurs détermination est plus facile. Le modèle Tube abouti aux mêmes résultats que celui de Hart- Smith, car il définit timidement le raidissement final ce qui limite le domaine de son utilisation. Améliorant les résultats du modèle précédent (tube), le modèle Tube étendu approche mieux les résultats expérimentaux dans des domaines de chargements plus larges.
Caractérisation de l’acier inoxydable X5CrNi18-10 et étude de son oxydation à température
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Amy, Zahia
Le choix d’un matériau pour une application donnée nécessite de s’assurer sa durabilité dans ses conditions d’emploi, en particulier environnementales. Ceci est particulièrement vrai pour les systèmes destinés à travailler à des températures élevées et dans des atmosphères corrosives. Pour cela, la connaissance et la compréhension du phénomène d’oxydation est indispensable afin de prévoir la durée de vie des structures et de proposer des solutions de protection adaptées. L’étude de l’oxydation à haute température est par conséquent un sujet fortement interdisciplinaire, à l’interface de la physico-chimie des matériaux métalliques. L’intérêt des aciers inoxydables réside dans leurs nombreuses caractéristiques de résistance mécanique (dureté, résilience, résistance à la déformation). Un avantage majeur de ces aciers est leur résistance à la corrosion et à l’oxydation à chaud, due à la présence en surface d’une couche protectrice, constituée majoritairement d’oxydes et d’hydroxydes de fer et de chrome. Leur cout d’élaboration reste relativement modéré, du fait de l’abondance naturelle du minerai de fer. Enfin, ces aciers sont pratiquement entièrement recyclables. Toutes ces caractéristiques font de l’acier inoxydable un matériau de prédilection pour de multiples applications, aussi bien pour l’usage courant que pour les technologies de pointe, particulièrement dans les équipements ménagers, la coutellerie, l’horlogerie, les industries automobiles, papetières, chimiques, pharmaceutiques, pétrolières, agro-alimentaires, équipements maritimes, nucléaires, aéronautiques, … etc. Parmi les nombreuses nuances d’aciers inoxydables, l’acier austénitique X5CrNi18-10 (AISI 304) est plus fréquemment utilisé. L’amélioration de la résistance à l’oxydation par la modification de la composition superficielle à fait l’objet de plusieurs recherches. Notre travail s’inscrit dans cette problématique qui consiste à augmenter la résistance à l’oxydation à haute température de l’acier inoxydable X5CrNi18-10 par traitement de calorisation. Ce travail comporte trois parties principales. La première présente une synthèse bibliographique partagée en trois chapitres. Le premier englobe des généralités sur les aciers inoxydables, le deuxième sur le comportement à l’oxydation à hautes températures des aciers inoxydables et le dernier chapitre traite quelques généralités sur le revêtement de calorisation et ses différents procédés
Elaboration d'un composite W/Cu par infiltration
(Université Mouloud Mammeri, 2013) Meziani, Hakima
Les analyses au microscope électronique à balayage (MEB) ont révélé une bonne mouillabilité et un important libre parcours moyen dans le cuivre entre les grains de carbure. La phase liquide est aspirée par capillarité dans la microporosité des particules de carbure. Le broyage mécanique des particules WC a permis de réduire leurs tailles et par conséquent la quantité de microporosité. L’élargissement de la répartition granulométrique diminue la quantité de l’infiltrant ce qui améliore l’homogénéité et la densification du matériau infiltré. En effet, la dureté de l’infiltré est dans ce cas relativement élevée et atteint 280HV. Des analyses par dispersion en énergie des rayons X (microanalyses ponctuelles, profils de concentration et cartographie X) ont permis la mise en évidence d’une interdiffusion des éléments, en particulier le tungstène et le cuivre, à travers l’interface. Cette interdiffusion est plus importante dans le cas du carbure broyé et infiltré. En conséquence, la dissolution du tungstène améliore la dureté de la phase liante. L’influence de la granulométrie sur la microstructure du cermet WC-20%Cu élaboré par frittage en phase liquide a été mise en évidence par des analyses au microscope électronique à balayage (MEB). En effet, il a été constaté que l’augmentation de la surface spécifique de la poudre de carbure due au broyage et la diminution de la quantité de cuivre augmente les interfaces carbure-carbure et fragilise le matériau. Le broyage du carbure de tungstène suivi d’un cobroyage avec le cuivre diminue la taille et provoque un enrobage des particules. Le matériau fritté présente Conclusion générale 93 une meilleure distribution et un bon mouillage des particules. La dissolution des éléments dans la phase liquide favorise la sphérisation des particules. La diffraction des rayons X révèle la disparition de l’hémicarbure W2C, phase instable et fragile. Un ajout de 2% de nickel à la composition WC-18%Cu confère au fritté une dureté meilleure (176,94 HV). Le nickel se dissout dans la phase liante donnant naissance a une solution solide de substitution à base de cuivre. Cependant, l’examen microscopique révèle une porosité plus élevée. Ces résultats suggèrent d’étudier la densification du composite en fonction de la teneur en nickel et d’utiliser une température de traitement supérieure afin d’assurer une fusion plus complète
Analyse par éléments finis de la réponse dynamique des plaques minces en utilisant les méthodes de superposition modales et d’intégration implicite de Wilson-θ
(Université Mouloud Mammeri, 2013-09-05) Lattari, Kamel
Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l’élaboration d’un code de calcul capable d’analyser, par éléments finis, la réponse dynamique des plaques minces élastiques linéaires en utilisant respectivement la méthode de superposition modale et la méthode d’intégration directe de Wilson-θ. Le chargement extérieur appliqué peut être de type harmonique de la forme cosinusoidale (charge concentrée ou répartie), de type échelon (soudainement ou lentement appliqué). Le temps est divisé généralement en intervalles élémentaires successifs pris égal à une fraction de la période d’application du chargement. Les équations générales d’équilibre sont dérivées en se basant sur le principe des travaux virtuels et sont discrétisées en utilisant un élément fini du type Kirchhoff à 4 degrés de liberté par noeud. Les matrices de masse et de rigidité ainsi que le vecteur de sollicitations nodales sont évalués par intégration numérique de Gauss. La matrice d’amortissement est évaluée comme étant une combinaison linéaire de la matrice masse et de la matrice de rigidité en fonction des coefficients de Rayleigh afin de respecter les propriétés d’orthogonalité des modes propres. L’utilisation d’un amortissement proportionnel du type Rayleigh (α,β), nécessite le choix de deux fréquences de contrôle où sont considérés dans le programme STRUDL5.FOR, la première et la troisième fréquence propre de la plaque. C’est dans le but d’assurer un même taux d’amortissement pour les premiers modes. Le programme principal s’intitule STRUDL5.FOR et enchaîne essentiellement l’exécution d’un ensemble de sous programmes dont chacun d’eux comprend une subroutine qui calcule une fonction bien particulière. Il est écrit en langage d’ordinateur Fortran 90 et exécuté sous le compilateur ‘Compaq Visual Fortran, version 6.5’. Le fichier de données (STRUDL5.INP ) se compose de blocs fonctionnels qui sont sous le contrôle de l’utilisateur en appelant les cartes d’en-tête correspondantes à chaque bloc. La largeur de bande est calculée automatiquement en spécifiant le nombre de noeuds restreint et la matrice des degrés de liberté NF. Ajoutons que les valeurs et les modes propres sont calculés directement en appelant la subroutine JACOBI où les matrices de masse et de rigidité doivent être stockées en ligne de ciel.
Analyse numérique et analyse expérimentale des champs de contraintes dans les engrenages
(Université Mouloud Mammeri, 2013-10-10) Beldi, Mustapha
Ce mémoire présente un travail de comparaison entrepris pour valider la simulation numérique à l’aide d’une technique expérimentale en analysant les champs de contraintes développées dans un contact d’engrènement. La méthode expérimentale est la photoélasticimétrie, cette méthode est basée sur la biréfringence accidentelle qui est une propriété optique de double réfraction que présentent certaines matières transparentes. Les directions des contraintes principales et la variation de la contrainte de cisaillement maximale dans le modèle chargé sont déterminées en exploitant les franges isoclines et isochromes obtenues au niveau de l’analyseur du polariscope. La méthode numérique a été faite à l’aide d’un programme écrit sous le logiciel ̏CASTEM˝ qui permet la simulation des franges photoélastiques. Deux types de comparaison ont été faites: La comparaison des isochromes et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement et la comparaison des valeurs expérimentales et numériques de la variation de la contrainte de cisaillement maximale le long d’un segment déterminé à partir du point du contact. Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et la simulation, sauf dans certaines zones, particulièrement au voisinage de la zone de contact où il est difficile de relever les ordres de franges dans l’étude expérimentale.

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