Département de Génie Mécanique

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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.
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.
Analyse par éléments finis de la réponse dynamique des plaques minces en considérant le mouvement imposé aux appuis
(Université Mouloud Mammeri, 2015-03-19) Chikhi, Nassima
L’analyse dynamique d’une structure dont la géométrie est complexe, est une tâche ardue, nécessitant beaucoup d’expérience de la part de l’ingénieur lui permettant d’identifier les paramètres et les propriétés qui auront une influence marquante sur le comportement dynamique de la structure. Il y a en général trois étapes lors d’une analyse dynamique d’une construction civile ou mécanique [1]. Partant des plans d’une structure, on procède à (1) la création d’un modèle analytique consistant en l’identification des paramètres qui influencent le comportement dynamique de la structure, et à la simplification du système dynamique (système tridimensionnel ou bidimensionnel, contraintes planes, déformations planes, plaques, treillis, cadres, masses concentrées ou cohérentes, etc.), (2) la création d’un modèle mathématique continu ou discret et (3) le calcul des réponses temporelles proprement dites (Pulsations, déformations, contraintes, déplacements,…). En ce qui concerne le premier point, la modélisation réaliste du comportement des structures est la première et la plus difficile étape dans une analyse dynamique. C’est le modèle physique qui permet la description en langage d’ingénieur du système étudié et du problème posé à son sujet. Celui-ci nécessite au préalable la compréhension du problème physique et la connaissance intuitive de la solution recherchée. Parmi les paramètres les plus importants à définir, on retrouve la répartition de la masse, les caractéristiques d’amortissement, la rigidité du système de résistance aux forces d’inertie, les conditions d’appui, l’influence des éléments secondaires et les divers phénomènes d’interaction. Il s’agit lors de cette étape de créer un modèle analytique ou physique de la structure qui est en fait une représentation simplifiée de la structure se prêtant mieux à l’analyse. En ce qui est du deuxième point, une fois le choix du modèle analytique effectué, on fait appel aux lois de la physique afin d’obtenir des équations aux dérivées partielles dans le cas des modèles continus, et des équations différentielles ordinaires dans le cas des modèles discrets qui constituent le modèle mathématique du système. On ne peut trouver les solutions que de quelques modèles continus et pour des charges dynamiques relativement simples. Pour des problèmes complexes, le modèle mathématique consiste à discrétiser le problème par la méthode des éléments finis. Lors de cette étape, on aura à choisir entre une représentation consistante de la structure simulant un nombre infini de degrés de liberté, ou une représentation par masses concentrées où la masse du système est concentrée en un nombre réduit de degrés de liberté nécessaire pour représenter les effets de toutes les forces d’inertie importantes. La création d’un modèle avec masses concentrées est un art qui ne devrait être pratiqué que par un ingénieur possédant beaucoup d’expérience en dynamique des structures.
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.
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
Caractérisation mécanique et tolérance à l’endommagement des matériaux composites à renfort verre et matrice organique
(Université Mouloud Mammeri, 2016) Kaced, Ahmed
Les matériaux composites trouvent de plus en plus d’applications dans la réalisation de pièces structurales de dimensions diverses dans de nombreux secteurs industriels tels que l’aéronautique, la construction automobile, le nucléaire, le génie biomédical… en effet dans ces domaines d’application le remplacement des matériaux métalliques par les composites est motivé par l’allégement des structures à propriétés mécaniques égales. En raison du coût généralement élevé de ces matériaux, un effort particulier est fait en direction d’une réduction des couts de fabrication afin d’optimiser les processus d’élaboration et les propriétés d’usage. Un autre point important est le comportement à long terme de ces matériaux. Un effort important a été fait ces dernières années pour prolonger la durée de vie des structures en matériaux composites et prévoir le cas échéant leur rupture. D’une façon générale, la durabilité de ces matériaux fortement hétérogènes et d’une grande complexité structurale n’est pas encore maitrisée alors qu’elle est au coeur des problèmes de sécurité des grandes structures technologiques notamment aéronautique, spatiale et nucléaire. Plus particulièrement dans les cas ou les pièces sont soumises à des conditions d’utilisation impliquant des charges importantes sur de longues durées, une connaissance précise du comportement en fluage devient essentielle pour une conception et une durée de vie optimale. Dans ce but, il est essentiel d’avoir la meilleure connaissance possible de ces matériaux, en terme de microstructure et de propriétés mécaniques de manière à pouvoir suivre ces propriétés sous sollicitations afin d’identifier les mécanismes d’endommagement mis en jeux, leur initiation et leur développement jusqu'à rupture. Pour ce faire, des modèles de comportement mécanique intégrant la microstructure et l’endommagement sont développés et présentent une grande utilité pour l’étude de ce phénomène. Cependant peu de travaux sont consacrés à l’aspect prédictif en termes de durée de vie. Parallèlement aux efforts de modélisation, de nombreux essais mécaniques sont menés sur les matériaux de structures pour évaluer les propriétés mécaniques, étudier la résistance des matériaux et valider les modèles. La encore les essais sont peu utilisés notamment en terme de prédiction de la rupture. Notre contribution se situe dans ce cadre. Nous nous sommes fixé dans ce travail comme but d’obtenir une description la plus précise possible du comportement en fluage afin de mieux comprendre les processus qui mènent à la rupture. A travers une analyse de la déformation et de la contrainte, le comportement de matériaux composites à matrice organique renforcée avec des fibres de verre a été étudié expérimentalement, depuis la mise en charge jusqu'à la rupture. Les propriétés essentielles du comportement, notamment à rupture ont été mises en évidences et les possibilités de prédire la rupture ont été explorées. Le premier chapitre est consacré à une synthèse bibliographique, il comporte une présentation générale des matériaux composites. Il expose des généralités et des méthodes utilisées pour l’élaboration des matériaux qui font l’objet de la présente étude. Le deuxième chapitre concerne le comportement des matériaux composites. Nous avons cité quelques détaills sur le comportement élastique linéaire des matériaux composites ainsi que leurs lois de comportement ensuite nous avons donné l’importance aux phénomènes de rupture pour expliquer les mécanismes d’endommagement qui provoquent la rupture des pièces mécaniques en services. Cette rupture arrive généralement suite à une dégradation des caractéristiques mécaniques sous l’effet des charges statiques ou dynamiques qu’on appelle aussi fatigue. Le milieu de travail des pièces mécanique n’est pas à exclure des phénomènes responsables de cette dégradation car la température et l’humidité sont souvent a l’origine du vieillissement physico-chimique. Le troisième chapitre est consacré au phénomène de fluage des pièces mécanique soumises pour des charges statiques et travaillant pour des longues durées. Malheureusement la durée de vie d’une pièce est limitée à cause de l’endommagement ce phénomène qui explique le développement des défauts à l’échelle microscopique, mesoscopique et macroscopique jusqu'à la rupture totale. La modélisation des endommagements nécessite un ou plusieurs modèles d’analyse, ce qui fait l’objet de la fin de ce chapitre. Enfin le quatrième et dernier chapitre aborde la prévision du comportement à long terme : une approche basée sur le principe de superposition Temps-Température-Contrainte sera appliquée et complétée par une analyse plus physique inspirée du modèle microstructural de findley
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.
Commande non linéaire robuste et saturante des structures mécaniques flexibles
(Université Mouloud Mammeri, 2014-02-27) Si Ahmed, Hamid
Ce travail s'inscrit dans le prolongement de travaux récents, basés sur l'utilisation de méthodes issues de la commande robuste (de type H2 ou H∞). Celles-ci ont permis d'obtenir des résultats intéressants et prometteurs sur le plan applicatif. Il consiste en l'étude de la méthode synthèse de correcteur H∞. On va l'appliquer sur structure flexible sans tenir compte de saturation des actionneurs. Ensuite, on va aborder le problème d’amortissement robuste des modes de vibration en tenant compte des saturations des actionneurs. Pour cela plusieurs approches pourront être abordées avec, entre autre, l'approche anti-windup, formulé à l'aide d'inégalités matricielles affines ou LMI.
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.
Conception et réalisation de capteurs pour l’instrumentation d’une machine de traction, automatisation de l’acquisitions des données
(Université Mouloud Mammeri, 2014) Hammal, Linda
La mesure des contraintes et des déformations dans l’essai de traction est particulièrement délicate. Elle nécessite beaucoup de précautions afin d’aboutir à des résultats optimaux. Ces précautions doivent être faites dans le choix de la machine de traction et des capteurs, dans la fabrication des éprouvettes et dans le choix du type de l’acquisition. Nous disposons au niveau du laboratoire de RDM (résistance des matériaux) de notre département, d’une machine d’essai de traction ancienne qu’on a voulu équiper d’un capteur de force et d’un capteur de déplacement. Le but de cette initiative est d’exploiter le résultat de l’essai de traction en temps réel. Cet objectif est réalisé grâce à une carte d’acquisition appelé Arduino qui a permis de relier la sortie de la chaîne d’acquisition à cette carte Arduino, la sortie de cette carte est reliée à l’ordinateur. On a par la suite développé un programme de calcul avec le logiciel Matlab qui a permis de tracer la courbe de traction en temps réel et de sauvegarder les résultats de tous les essais dans un fichier Excel. Le capteur de force est réalisé par des étudiants en master. On a donc réalisé uniquement le capteur de déplacement. Sa conception est faite avec le logiciel SolidWorks et sa réalisation dans les ateliers de mécanique. A cet effet, des éprouvettes plates de traction sont également réalisées. Cette tentative a donnée un résultat satisfaisant du fait que l’acquisition des données en temps réelle est une tâche difficile lors des essais, les tentatives ont été nombreuses mais on a réussit à réalisé des essais avec des résultats exploitables. Toutefois, de nombreux points sont à améliorer. En premier lieu, le choix du bon câblage et soudage des fils électriques qui assurent la liaison entre les capteurs et le conditionneur pour ne pas perturber les mesures, en deuxième lieu la protection des jauges placées sur les capteurs doit être revue, afin de les protégées de l’humidité et des effets extérieurs.
Détection d’Endommagements Multiples dans les Structures Mécaniques par Mesures Vibratoires
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Larbi, Djedjiga
Lmatrice de flexibilité de détection et localisation d’endommagements dans une structure. La détection d’endommagement dans une structure est une thématique importante. L’endommagement entraine des changements dans le comportement dynamique de la structure étudiée, et donc des modifications des paramètres modaux de la structure tels que les fréquences propres, les coefficients d’amortissement et les déformées modales. Dans la première partie de ce mémoire, nous avons étudié l’effet de la reconstitution des degrés de liberté non mesurés sur la performance d’une méthode de détection-localisation d’endommagements, en l’occurrence la méthode de variation de la matrice de flexibilité. En analysant les résultats de la simulation numérique, nous concluons que :  La qualité d'une méthode de détection d’endommagements nécessitant l’expansion des vecteurs déplacements mesurés à la taille des vecteurs analytiques dépend étroitement de la robustesse de la méthode d’expansion utilisée.  Les méthodes d’expansion considérées de ce travail, autres que celle d’Andriambolona, ne présentent pas de stratégie de choix des ddl à instrumenter. Ce qui constitue une difficulté pour les mettre en oeuvre et réussir l’expansion. Le choix des ddl à instrumenter, s’il est établi comme dans la méthode d’Andriambolona, permet d’améliorer l’expansion de certaines des méthodes d’expansion considérées mais pas d’autres. Pour conclure, la méthode d’Andriambolona reste l’une des plus élaborées entre autres. Ceci est justifié car les ddl instrumentés se trouvent dans les parties de plus grandes amplitudes.
Détection et localisation d'endommagements des structures mécaniques linéaires par mesures vibratoires
(Université Mouloud Mammeri, 2014-02-25) Boumrar, Akli
Dans ce travail, nous avons présenté deux méthodes utilisant l’énergie du signal décomposé par paquets d’ondelettes pour l’identification de défauts dans les structures. Les méthodes ont été validées par des tests de simulation numérique, appliqués sur des structures poutres composites stratifiées, discrétisées en un certain nombre d’éléments finis. La première méthode est développée permet de définir a priori le seuil de détectabilité de défaut qui serait présent en tout élément de la structure. La méthode est capable de déceler les défauts locaux dans leur stade avancé de développement sans autant utiliser un nombre superflu de capteurs. Toutefois, il est à noter que cette méthode est appliquée dans des conditions idéales, sur le modèle éléments finis, sans tenir compte de l’effet de l’amortissement et en négligeant les incertitudes dues aux mesures et à l’environnement. Quant à la deuxième méthode, elle concerne la détection-localisation d’un ou plusieurs défauts. Deux difficultés d’ordre pratique ont été introduites dans la simulation afin de mieux se rapprocher des conditions réelles de tests : la première est l’optimisation du maillage capteur ainsi que la reconstitution des DDL non mesurés et la seconde concerne l’introduction du bruit de mesure. L’efficacité de la méthode a été testée dans le cas des poutres composites avec respectivement deux et trois endommagements. Les résultats de tests montrent que les éléments endommagés sont discernés sans aucune ambigüité. La méthode est en cours de perfectionnement pour permettre de déterminer l’ampleur de chacun des défauts.
Effet des petites déformations par compression Sur le comportement à la corrosion de l’alliage d’aluminium de fonderie Al 4٪Cu
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Yakoubi, Myliada
Ce travail fait l’objet d’une étude qui met en évidence l’effet de l’énergie apporté par une application d’une déformation de faible amplitude sur la sensibilité à la corrosion de l’alliage Aluminium- 4.5% Cuivre, ainsi que l’effet d’une répartition hétérogène de cette dernière. Dans ce travail, nous avons caractérisé les caractéristiques mécanique et chimique, de l’alliage suscité issu de première et de deuxième fusion et de leur évolution en fonction de petites déformations par compression par les techniques suivantes : - Microscopie optique avant et après corrosion; - Microscopie électronique à balayage avant et après corrosion; - Diffraction des rayons X ; - Tests électrochimiques (potentiel de corrosion libre, et test de contact galvanique ; - La microdureté Vickers. Le mémoire présenté est constitué de cinq chapitres, une introduction et une conclusion que je cite: - Un premier chapitre qui traite des alliages Al-Cu ; - Un deuxième chapitre qui développe la corrosion des alliages d’aluminium en générale et les alliages aluminium-cuivre en particulier ; - Un troisième chapitre qui montre l’effet de la déformation sur la corrosion; - Le quatrième chapitre présente les conditions et les procédures expérimentales utilisées ; - Le dernier chapitre expose les résultats obtenus et leurs discussions.
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
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.
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.
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.
Elaboration et Caractérisation d’un composite Biodégradables à base de Polymère-Cellulose.
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2023-06) Chafa Lounis; Ferhat Aissa
L’objectif général de ce travail est d’élaborer et de développer de nouveaux matériaux composites à base d'un thermoplastique acide poly lactique (PLA) renforcé par la farine de bois. Les fibres présentent un caractère hydrophile qui les rend incompatibles avec les polymères qui présentent un caractère hydrophobe. Cette incompatibilité est à l’origine du problème d’adhésion au niveau de la surface entre les deux matériaux. Afin de surmonter ce problème, des traitements de vieillissement par ultraviolet(UV) et de séchage par traitement thermique lui sont approprier Divers traitements des fibres végétales permettent la modification de leurs surfaces. Ces traitements réduisent l’absorption d’eau, améliorent l’ancrage de la fibre, créent un lien fort à l’interface fibres-matrice et par conséquent accordent de meilleures propriétés physiques et mécaniques aux matériaux composites. La spectroscopie infrarouge nous a révéler que la farine traitée soit par UV ou par traitement thermique une diminution de l’absorbance au niveau de la bande comprise entre 3000 et 3500 cm-1 et qui correspond à la liaison O-H. De plus la déformation des composites PLA-farine de bois traités diminuait avec l'augmentation du pourcentage de farine, tandis que le module d'élasticité et la rigidité augmentait avec l'augmentation du taux de charge. On a observé une augmentation du module de Young avec l’augmentation du taux de charge de la farine traitée à 12min UV qui est environ de 2,015GPa a 10% de charge. En fin, les matériaux composites farine de bois / PLA sont encore peu utilisés et en court de développement. Nous espérons trouver une continuité de ces travaux dans les années à venir. Conclusion générale 68 PERSPECTIVE : Comme perspective on propose de poursuivre  L’élaboration des composites avec la farine traitée thermiquement et comparaison des résultats obtenus.  Utilisation d’autres traitement sur la farine de bois tel que le traitement chimique par NaOH.  Utilisation d’autres essais mécaniques pour la caractérisation des composites
Élaboration et caractérisation d’un matériau composite Bois-Ciment
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2023) Lounas Salem; Ouahib Saidj Mohamed
L’objectif principal de cette étude consiste en la valorisation et le recyclage des déchets du bois rouge pour son utilisation dans la fabrication d’un matériau composite léger, isolant à matrice cimentaire et aux propriétés mécaniques acceptables. Pour réaliser ces objectifs, nous avons pu élaborer nos composites à matrice cimentaire avec des particules de bois rouge comme renforts à des pourcentage de 0%-2%-4%-6%-8%- 10% et 13% à l’aide d’un protocole de fabrication. Nos composites élaborés sont ensuite caractérisés par des essais physico-chimiques, mécaniques et thermiques. Au préalable, la farine du bois rouge a été traité chimiquement dans une solution alcaline pour réduire le phénomène d’absorption d’eau des composites, un traitement alcalin a été recommandé afin de réduire les substances hydrophiles qui accélèrent le processus d’absorption en présence d’eau et par conséquence des propriétés médiocres. Il en ressort de cette étude que l’incorporation de la farine du bois réduit considérablement la masse volumique du matériau composite bois ciment. Ce qui correspond à un béton léger. La valeur minimale de la masse volumique enregistrée est obtenue pour une teneur de 10 et 13% en bois qui correspond respectivement à 1320 et 1310 kg/m3. Ces valeurs rentrent dans la gamme des bétons légers isolants (1000-1400Kg/m3). Le taux d’absorption en eau par capillarité et immersion semble faible pour une teneur en bois à 10% en le comparant à d’autres teneurs. Cela est en accord avec l’effet du traitement alcalin qui a diminué considérablement l’absorption en eau en réduisant les groupements hydroxyles O-H confirmé par le l’analyse IRTF. La légère augmentation de la résistance en flexion du composite bois -ciment en le comparant à l’éprouvette témoin traduit l’existence d’une certaine adhésion entre les particules de bois et la matrice cimentaire. A 10% en bois, on enregistre une augmentation remarquable de la résistance à la compression, comparativement à la flexion. Elle est de l’ordre de 18.11MPa. Le renforcement de la matrice cimentaire par les particules du bois améliore ses propriétés thermiques et le rend un bon matériau d’isolation thermique. La conductivité thermique atteint la valeur de 0.475W/m.K. Chapitre IV Résultats et Discussion 91 L’analyse micrographique par microscopie électronique à balayage montre l’existence d’une porosité accrue qui augmente en fonction de la teneur en bois incorporée dans le mélange. De plus on a observé des agrégats agglomérés de différentes géométries et qui se réduisent en fonction de la teneur en bois. Plus ces agglomérats diminuent de tailles, plus la porosité est marquée et par conséquent, le matériau devient plus isolant, ce qui a été constaté dans les résultats de la conductivité thermique. De ce fait, on peut conclure que parmi les composites élaborés, le composite à 10% en bois est doté d’une résistance en compression importante associé à une bonne isolation thermique. Donc on peut proposer ce matériau pour son utilisation dans le bâtiment comme un isolant dans les recouvrements des murs. En perspectives, il est important d’étaler cette étude sur : D’autres essences du bois pour voir leur comportement dans la matrice cimentaire. L’étude du comportement au feu et de l’isolation phonique des composites bois-ciment. L’utilisation d’autres traitements chimiques qui jouent le rôle de greffage chimique qui inhibent l’absorption d’eau du bois donc du composite.
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.

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