Département de Génie Mécanique

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Étude des rejets de saumures des usines de dessalement de l’eau de mer en utilisant l’imagerie satellite
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2023-11-21) Yousfi Amazigh; Chedik Lynda
En raison de la baisse des ressources en eau renouvelable et de l’augmentation de la demande en eau potable, le dessalement de l’eau de mer semble être une solution alternative captivante. Une usine de dessalement doit s’assurer que l’eau potable respecte les normes sanitaires tout en réduisant au minimum les conséquences sur le milieu marin. Les usines de dessalement de l’eau de mer en Algérie, notamment celles d’El Hamma, Ténès, Honaïne, Béni Saf, Fouka I et Cap Djinet I, attirent notre attention, car elles produisent en moyenne 200 000 m³/jour d’eau potable et rejettent le double sous forme de saumure dans les eaux de la Méditerranée. L’étude se concentre sur plusieurs aspects : d’une part, la détection et la surveillance des zones de rejet des usines à l’aide des images satellites fournies par le logiciel Google Earth Pro. Elle analyse également l’interaction entre le jet de saumure et la surface de l’eau à travers le traitement d’images, en tenant compte de diverses conditions marines. D’autre part, elle comprend une analyse du comportement des jets de saumure des six stations grâce à l’approche de l’analyse dimensionnelle. Sur la base des observations, cette enquête suggère l’adoption de systèmes de rejet appropriés, tels que des systèmes de diffusion ou l’extension des tuyaux d’émissaire vers des eaux profondes, pour réduire au minimum l’impact sur l’écosystème tout en optimisant l’utilisation des ressources en eau face à une demande croissante.
Etude de l’effet de la concentration de NaCl et de recuit sur la corrosion des alliages AS13 et AS10G de fonderie
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2024-07)
Dans ce travail nous avons étudié l’effet de la concentration de NaCl et du recuit aux températures (200°C, 300°C, 400°C), sur la corrosion des alliages AS13 et AS10G de fonderie, nous avons observé que le potentiel de corrosion libre, le potentiel de corrosion, et la résistance à la corrosion change en fonction de la concentration de NaCl, et change avec l’application d’un recuit préalable. Le potentiel de corrosion libre, le potentiel de corrosion et la résistance de polarisation change en fonction du temps d’immersion. La morphologie de corrosion dans la plus des situations est un mélange de corrosion généralisée et localisée.
Etude de conception d’une rouleuse de tôle
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2022) IddouMohamed; Graichi Moussa
Au terme de ce projet de fin d’étude, une brève rétrospective permet de documenter le travail accompli, avec les difficultés et obstacles rencontrés. Après avoir fait de différentes études et recherche qui sont une expérience bénéfique pour nous on peut enfin concevoir un prototype d’une rouleuse qui vas répondre ou exigence de la production d’une citerne métallique. A l’aide d’un logiciel de conception assisté par ordinateur (SolidWorks) qui nous a permis d’avoir les caractéristique dimensionnelles et géométrique des différents composants d’une rouleuse cette étude nous a permis de réaliser des dessin d’ensemble et des dessins de définition d’une manière a facilité la réalisation et la maintenance. Certes on a mis beaucoup d’effort dans la réalisation du travail il reste sujet a l’amélioration aux critique et proposition allant dans le sens de ce dernier. Ce travail nous a permis d’améliorer nos capacités dans la conception en utilisant SOLIDWORKS, accroître notre capacité a la recherche et approfondir nos connaissances physiques et compléter nos études faites aux seins de l’université de MOULOUD MAMMERI, et plus important de nous préparer au monde professionnel. Ce travail permet de calculer les forces générées, les contraintes et la résistance requise selon les paramètres de roulage et de déterminer les caractéristiques des pièces à utiliser pour la production.
Etude de Conception et élaboration d’une gamme d’usinage d’une Tubing Head pour injection de gaz
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2023) Necib Walid; Imadouchene Hakim
Ce travail consiste à faire une étude conception et l’élaboration d’une gamme d’usinage pour une Tubing Head, qui est une composante du wellhead (équipement de production des hydrocarbures) en effectuant un stage à l’entreprise national des services aux puits. Il débutera d’abord par la présentation de l’entreprise puis des généralités sur le domaine pétrolier afin de comprendre les différents composants d’un puits, ensuite les normes nécessaires pour la conception et l’usinage. Désormais il procédera à une conception conforme aux normes exigées, une fois que la conception est achevée, c’est au tour de l’élaboration d’une gamme d’usinage, pour conclure avec le test du produit ainsi qu’une discussion à propos des remarques et propositions de solutions.
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.
Taux de recyclage du plastique des véhicules hors usage (VHU)
(Université Mouloud Mammeri Tiziouzou, 2023)
Notre travail porte sur la valorisation des déchets polymères issus des véhicules en fin de vie (VHU) récupérés dans les casses automobiles. Nous nous sommes intéressées au recyclage des garnitures intérieures de portières des véhicules automobiles. Après la collecte, le lavage (pour éliminer le maximum d’impuretés), nous avons découpé et broyé (granulé) les garnitures (quatre garnitures de marques automobile différentes). L’étude consiste en l’élaboration et la caractérisation physico chimique (test à feu, densité, indice de fluidité, et la DSC) et mécanique (essai de traction, essai de résilience) des mélanges polymères recyclés / PP vierge. Nous avons choisi le polymère PP (polypropylène) comme matrice car c’est un polymère de grande diffusion (peu coûteux et très utilisé en industrie), doté de propriétés mécaniques acceptables en termes de résistance et de ductilité. La transformation des mélanges et l’élaboration d’éprouvettes normalisées s’est faite par le procédé d’extrusion puis d’injection. Les compositions des mélanges élaborés sont : (5/95%), (15/85%) et (25/75%) polymère recyclé / PP vierge. Les résultats obtenus révèlent que :  la caractérisation par DSC montre que les polymères formant les différentes garnitures automobiles utilisées sont du polypropylène, et cela par la détermination de leurs températures de fusion qui sont toutes proches de celle du PP.  Le test de densité indique que deux garnitures auto ont des densités proches de celle du PP (0,89 et 0,90) et que deux autres garnitures ont des densités supérieures à celle du PP soit (1,04 et 1,01).  Tous les polymères recyclés ont des indices de fluidité supérieurs à 25 g/10min donc ils sont tous des grades injection.  l’essai de traction, qu’ont subi nos polymères, montre que le PP a un comportement élasto viscoplastique avec seuil d’écoulement, comportement des polymères thermoplastiques résistant. Alors que le comportement mécanique des polymères des différentes garnitures auto est un comportement élasto viscoplastique sans seuil d’écoulement, c’est le comportement des polymères résilients.  La comparaison entre les différentes caractéristiques mécaniques de tous les mélanges élaborés ainsi que des polymères de base (PP, P1, P2, P3 et P4) donne :  Le mélange 5/95% (P1/PP) a les caractéristiques (contrainte max, contrainte à la rupture et le module d’élasticité) les plus optimales.  La résilience de tous les polymères des garnitures auto ainsi que de leurs mélanges est supérieure à celle du PP.  Les observations au microscope optique de nos mélanges montrent que les mélanges P1/PP sont homogènes (ce qui conduit à de très bonnes propriétés de résistance mécanique), alors que les mélanges P2/PP, P3/PP et P4/PP sont hétérogènes. Notre travail porte sur la valorisation des déchets polymères issus des véhicules en fin de vie (VHU) récupérés dans les casses automobiles. Nous nous sommes intéressées au recyclage des garnitures intérieures de portières des véhicules automobiles. Après la collecte, le lavage (pour éliminer le maximum d’impuretés), nous avons découpé et broyé (granulé) les garnitures (quatre garnitures de marques automobile différentes). L’étude consiste en l’élaboration et la caractérisation physico chimique (test à feu, densité, indice de fluidité, et la DSC) et mécanique (essai de traction, essai de résilience) des mélanges polymères recyclés / PP vierge. Nous avons choisi le polymère PP (polypropylène) comme matrice car c’est un polymère de grande diffusion (peu coûteux et très utilisé en industrie), doté de propriétés mécaniques acceptables en termes de résistance et de ductilité. La transformation des mélanges et l’élaboration d’éprouvettes normalisées s’est faite par le procédé d’extrusion puis d’injection. Les compositions des mélanges élaborés sont : (5/95%), (15/85%) et (25/75%) polymère recyclé / PP vierge. Les résultats obtenus révèlent que :  la caractérisation par DSC montre que les polymères formant les différentes garnitures automobiles utilisées sont du polypropylène, et cela par la détermination de leurs températures de fusion qui sont toutes proches de celle du PP.  Le test de densité indique que deux garnitures auto ont des densités proches de celle du PP (0,89 et 0,90) et que deux autres garnitures ont des densités supérieures à celle du PP soit (1,04 et 1,01).  Tous les polymères recyclés ont des indices de fluidité supérieurs à 25 g/10min donc ils sont tous des grades injection.  l’essai de traction, qu’ont subi nos polymères, montre que le PP a un comportement élasto viscoplastique avec seuil d’écoulement, comportement des polymères thermoplastiques résistant. Alors que le comportement mécanique des polymères des différentes garnitures auto est un comportement élasto viscoplastique sans seuil d’écoulement, c’est le comportement des polymères résilients.  La comparaison entre les différentes caractéristiques mécaniques de tous les mélanges élaborés ainsi que des polymères de base (PP, P1, P2, P3 et P4) donne :  Le mélange 5/95% (P1/PP) a les caractéristiques (contrainte max, contrainte à la rupture et le module d’élasticité) les plus optimales.  La résilience de tous les polymères des garnitures auto ainsi que de leurs mélanges est supérieure à celle du PP.  Les observations au microscope optique de nos mélanges montrent que les mélanges P1/PP sont homogènes (ce qui conduit à de très bonnes propriétés de résistance mécanique), alors que les mélanges P2/PP, P3/PP et P4/PP sont hétérogènes. Notre travail porte sur la valorisation des déchets polymères issus des véhicules en fin de vie (VHU) récupérés dans les casses automobiles. Nous nous sommes intéressées au recyclage des garnitures intérieures de portières des véhicules automobiles. Après la collecte, le lavage (pour éliminer le maximum d’impuretés), nous avons découpé et broyé (granulé) les garnitures (quatre garnitures de marques automobile différentes). L’étude consiste en l’élaboration et la caractérisation physico chimique (test à feu, densité, indice de fluidité, et la DSC) et mécanique (essai de traction, essai de résilience) des mélanges polymères recyclés / PP vierge. Nous avons choisi le polymère PP (polypropylène) comme matrice car c’est un polymère de grande diffusion (peu coûteux et très utilisé en industrie), doté de propriétés mécaniques acceptables en termes de résistance et de ductilité. La transformation des mélanges et l’élaboration d’éprouvettes normalisées s’est faite par le procédé d’extrusion puis d’injection. Les compositions des mélanges élaborés sont : (5/95%), (15/85%) et (25/75%) polymère recyclé / PP vierge. Les résultats obtenus révèlent que :  la caractérisation par DSC montre que les polymères formant les différentes garnitures automobiles utilisées sont du polypropylène, et cela par la détermination de leurs températures de fusion qui sont toutes proches de celle du PP.  Le test de densité indique que deux garnitures auto ont des densités proches de celle du PP (0,89 et 0,90) et que deux autres garnitures ont des densités supérieures à celle du PP soit (1,04 et 1,01).  Tous les polymères recyclés ont des indices de fluidité supérieurs à 25 g/10min donc ils sont tous des grades injection.  l’essai de traction, qu’ont subi nos polymères, montre que le PP a un comportement élasto viscoplastique avec seuil d’écoulement, comportement des polymères thermoplastiques résistant. Alors que le comportement mécanique des polymères des différentes garnitures auto est un comportement élasto viscoplastique sans seuil d’écoulement, c’est le comportement des polymères résilients.  La comparaison entre les différentes caractéristiques mécaniques de tous les mélanges élaborés ainsi que des polymères de base (PP, P1, P2, P3 et P4) donne :  Le mélange 5/95% (P1/PP) a les caractéristiques (contrainte max, contrainte à la rupture et le module d’élasticité) les plus optimales.  La résilience de tous les polymères des garnitures auto ainsi que de leurs mélanges est supérieure à celle du PP.  Les observations au microscope optique de nos mélanges montrent que les mélanges P1/PP sont homogènes (ce qui conduit à de très bonnes propriétés de résistance mécanique), alors que les mélanges P2/PP, P3/PP et P4/PP sont hétérogènes.  Les observations au microscope électronique à balayage montrent que le PP a de faibles propriétés de résilience en raison de la présence d’un faciès de rupture ayant des surfaces franches. Les facies de rupture en résilience du polymère recyclé P2 présente un aspect fibreux traduisant un caractère très ductile. Nous avons observé la présence de matériau élastomère (EPDM) dans la phase de rupture résiliente du polymère P3 et de son mélange P3/PP. A partir de cette étude, nous dirons que les décharges automobiles à ciel ouvert, qui sont source de pollution peuvent être une source de matière première de polymères. La valorisation des plastiques issus des VHU peut aider à préserver l’environnement, économiser l’énergie et présenter de nouvelles formulations de mélanges de polymères ayant des caractéristiques physico chimique et mécaniques très intéressantes. Des analyses par spectroscopie infra rouge à transformée de Fourier (IRTF), pourrait être envisagées pour déterminer la composition exacte de nos polypropylène et recenser les éléments d’adition tel que l’EPDM… Un vieillissement accéléré de nos mélanges, sera intéressant à effectuer pour prévoir le comportement mécaniques de ces matériaux élaborés dans le temps, leurs durée de vie doit être analysée et comparée avec la durée de vie du polypropylène vierge soumis aux mêmes conditions de vieillissement.
Revêtement De Pièce Plastique Fabrique Par Injection Plastique
(2022) Meziab Rabah
Lesplastiquessont des matériaux qui sont difficilement décomposés par les micro-organismes : ils ne sont pas biodégradables. Les matièresplastiquessont aussi incassables qu'imputrescibles et ne craignent ni le gel ni l'assèchement. Lesmatières plastiquesont envahi notrequotidien, difficile de leur échapper .Elles sont lesymbolede lasociété de consommation, car considérées commeunmatériau non noble: lesconsommateursl'assimilent à un produit"jetable"après usage. Les matières plastiques sont desmatériaux organiques de synthèsefondés sur l'emploi desmacromolécules (polymères).La matière premièregénéralement utilisée est lepétroleduquel sont extraites desmoléculesd'hydrocarbure. Elles sont ensuite unies entre elles pour former des molécules demasseplusimportante:les polymères. 4% du pétrole est utilisépourfabriquer desmatières plastiques. En sus de la résine, lesadditifsetadjuvantssont là pour améliorer lespropriétés chimiques et physiquesdu matériau, notamment larésistance aux chocs, la couleur, la plasticité ependant le taux derecyclagedes matières plastiques a considérablementétéamélioré depuis 1993; passant de 4000 à225000 tonnes d’emballages plastiques recyclés par ans.Les milliers deformules chimiquesutilisées pour les différents produitsgênentconsidérablementla récupérationet le tri desdéchets plastiques. Les plastiquesrecyclablessontle PP, le PET, lePEHD ABS.Les fabricants devraientreconcevoir leurs produits, y compris le conditionnement afin de lesrendrerecyclables.Attention:les produits en plastique deviennent tôt ou tarddesdéchets. Lerecyclagene fait queretarder l'inévitable incinération ou mise en décharge. Plusieurs idées nouvellessont apparues afin depermettre au plastique d’être recyclableetrecycléplusfacilement, notamment enconcevant des objetsen plastiqueà partir dela pommede terremais aussi de créer unebouteille d’eau en papier Dans notre travail en constate que le réalisation des matière plastique et indispensable pour l’environnement il faut encourage le recyclage pour avoir minimise les dégâts sur la nature et réduire le coute de la fabrication dansquelle que secteur par ce que en peux pas recycle pour les domaine alimentaire
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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
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
Frittage et oxydation de l’intermétallique Ni3Al
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Khadraoui, cherif
Les matériaux à base de nickel contenant de l’aluminium sont utilisés à haute température dans des environnements agressifs (corrosion, irradiation…). Le choix de l’aluminium comme élément additif est motivé par l’introduction d’un élément susceptible de conduire à l’obtention d’un alliage réfractaire. L’aluminium est caractérisé par une grande affinité vis‐à‐vis de l’oxygène. Cependant il est pratiquement inaltérable à l’air. Ceci tient à la formation d’une couche protectrice d’alumine Al2O3 qui présente une bonne résistance à la corrosion et constitue un bon isolant électrique. Notre choix s’est porté sur un alliage composé à base de nickel et 13% d’aluminium en masse, qui donne la formation de la phase Ni3Al selon le diagramme binaire Ni‐Al, qui est un superalliage qui présente un intérêt particulier dans les usages à haute température en raison de sa grande résistance à l’oxydation avec la formation d’une couche d’oxyde d’alumine alpha α‐Al2O3, couche très protectrice et plus performante que les oxydes : NiO et Cr2O3. L’état de surface apparait comme un paramétré très important. susceptible d’affecter le mécanisme de réaction et de modifier la cinétique d’oxydation. Dans le cas des matériaux frittés, l’état de surface sera lié à la porosité du matériau donc à la densification. Il ressort de la bibliographie que Ni3Al a été étudié à l’état massif, mais peu concernant les frittés. Alors, il nous a paru intéressant d’étudier l’influence de la microstructure et l’addition de 13% en masse d’aluminium sur l’oxydation du nickel fritté. Selon le diagramme binaire Ni‐Al, la teneur en Al de 13% prévoit la phase Ni3Al. Ce travail comporte essentiellement deux grandes parties : La première, consiste à élaborer des frittés de Ni3Al destinés à l’oxydation, à étudier les mécanismes de densification et regroupe les résultats obtenus par dilatomètre à température variable et par analyse thermique différentielle qui ont permis de mettre en évidence un frittage en phase liquide réactif extrêmement rapide de type SHS, avec la formation instantanée de la phase La seconde partie est consacrée à l’oxydation isotherme entre 1100 et 1350°C des frittés de forme cubique (4 mm d’arrête) sous flux d’oxygène pendant 24 heures. L’allure des

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