Browsing by Author "Encadreur: LASBET Yahia"

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    Contribution à l'étude de l’influence des biocarburants et de leurs propriétés sur le fonctionnement des moteurs à combustion interne.
    (2021-07-14) BENDRISS Abdelkader; Encadreur: LASBET Yahia; Co-Encadreur: MAKHLOUF Mohammed
    Résumé (en Français) : L’utilisation des énergies fossiles a engendré une pollution de l’environnement et a contribué au réchauffement climatique. Pour remédier à cette situation, le recours à d’autres sources d’énergies plus propres est indispensable. Dans ce contexte, les biocarburants présentent un potentiel non négligeable. Le biodiesel est un biocarburant qui possède des propriétés physico-chimiques similaires à celle du diesel. L'une des particularités du biodiesel par rapport aux autres types de biocarburants est le fait qu'il peut être produit à partir d'une variété de matières premières. Par conséquent, leurs compositions sont différentes et leurs propriétés physico-chimiques peuvent différer d’un carburant à un autre. Ceci induit des variations des réponses du moteur en termes de performances, de combustion et surtout des émissions polluantes. Dans le cadre de ces travaux thèse deux investigations statistiques ont été menées. La première investigation statistique a été effectuée sur 22 propriétés physico-chimiques de 34 matières premières, afin de sortir les propriétés physico-chimiques principales, les différentes tendances observées ont été discutées et expliquées en fonction de la composition en acides gras et en degré d’insaturation, cinq propriétés ont été choisies comme propriétés physico-chimiques principales. La deuxième investigation est d’utiliser ces cinq propriétés et d’analyser leurs l’influence sur les réponses d’un moteur Lister Petter, 15 carburants de différentes propriétés ont été analysés, il a été remarqué que les réponses du moteur varient d’un carburant à l’autre. Les résultats des corrélations entre les propriétés physico-chimiques principales et les réponses du moteur ont été discutés en fonction des aspects fondamentaux de la chimie des carburants et des conséquences qu'elles ont sur le fonctionnement réel du moteur. En outre, une modélisation thermodynamique de la combustion dans un MCI a été menée pour comprendre l’influence des propriétés physico-chimiques principales sur le déroulement de la combustion dans un moteur diesel Lister Pitter, alimenté par 7 carburants à savoir le diesel standard et 6 types de biodiesels à base (des huiles de friture usagées ; des graisses animales ; des huiles de palme ; et les mélanges de B10, B20 et B30 issus des eaux usées des pressoirs à olives). Les résultats obtenus ont montrés que les 6 carburants modélisés donnent des performances comparables à celles du gazole avec une réduction significative des émissions polluantes, l’analyse statistique des résultats montre une bonne concordance des résultats obtenus et les résultats de la littérature. Les mots clés : Biocarburants ; Biodiesels ; Propriétés Physico-chimiques ; Analyse Statistique ; Fonctionnement de moteur CI. Abstract (en Anglais) : The use of fossil fuels has caused environmental pollution and contributed to global warming. To remedy this situation, the use of other sources of cleaner energy is essential. In this context, biofuels have significant potential. Biodiesel is a biofuel that has physicochemical properties similar to that of diesel. One of the peculiarities of biodiesel compared to other types of biofuels is the fact that it can be produced from a variety of raw materials. Therefore, their compositions are different and their physicochemical properties may differ from one fuel to another. This induces variations in engine responses in terms of performance, combustion and especially polluting emissions. As part of this thesis work, two statistical investigations were carried out. The first statistical investigation was carried out on 22 physicochemical properties of 34 raw materials, in order to bring out the main physicochemical properties, the various trends observed were discussed and explained according to the fatty acid composition and the degree of unsaturation, five properties were chosen as the main physicochemical properties. The second investigation is to use these five properties and analyze their influence on the responses of a Lister Petter engine, 15 fuels of different properties were analyzed, it was noticed that the engine responses vary from fuel to the other. The results of the correlations between the main physicochemical properties and the engine responses were discussed in terms of the fundamental aspects of fuel chemistry and the consequences they have on the actual functioning of the engine. In addition, thermodynamic modeling of combustion in an ICE was carried out to understand the influence of the main physicochemical properties on the course of combustion in a Lister Pitter diesel engine, powered by 7 fuels namely standard diesel and 6 types of biodiesel based (used frying oils; animal fats; palm oils; and blends of B10, B20 and B30 from wastewater from olive presses). The results obtained showed that the 6 modeled fuels give performances comparable to those of diesel with a significant reduction in polluting emissions, the statistical analysis of the results shows a good agreement between the results obtained and the results of the literature. Keywords : Biofuel; Biodiesel; Physical-chemical properties; Statistical analysis; CI engine functioning.
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    Modélisation numérique de mélange de fluides dans une géométrie complexe.
    (2020-07-09) KOUADRI Amar; Encadreur: LASBET Yahia; Co-Encadreur: MAKHLOUF Mohammed
    Résumé (en Français) : Le mélange des fluides non-Newtoniens à caractère rhéofluidifiant en utilisant un micromélangeur à deux couches de canaux croisés a été investigué. Les équations de Navier-Stokes, de conservation de la masse et les équations de transport des espèces sont résolues numériquement à l’aide d’un code CFD. Ainsi, le modèle adopté pour caractériser le mélange est le Species Transport Model. Ce micromélangeur présente un potentiel réel afin d’améliorer les performances du mélange tout en gardant le régime d’écoulement laminaire. Les fluides considérés sont de la solution CMC qui est modélisée par une loi de puissance avec des indices de comportement allant de 0,73 à 1 et le nombre de Reynolds généralisé variantde 0,1 à 50. Différentes configurations géométriques des micromélangeurs étudiés précédemment, ont été construites:Serpentin semi-circulaire (SCSM-90), courbée à rainure (CG), avec motifs en forme C (C-Shape), et Serpentin 2D. Leurs performances de mélange hydrodynamiques et thermiques sont confrontées avec notre micromélangeur. Les résultats issus des simulations numériques montrent que le micromélangeur proposé présente les meilleuresperformances du mélange. Ainsi, notre micromélangeur a le taux Po/MI le plus faible. Par conséquent, la meilleure solution reste le micromélangeur TLCCM, pour un mélange parfait mais avec des pertes de charge relativement faibles. Par ailleurs, le mélange thermique de deux fluides (chaud et froid) dans les différentes géométries considérées, a été effectué. Il est constaté que le mélange thermique dans la géométrie TLCCM offre les meilleures performances par rapport aux autresgéométries. Ainsi, ces géométries sont caractérisées en termes de productiond'entropie qui est due aux irréversibilités thermiques et hydrodynamiques. Dans la géométrie TLCCM, les performances dumélange thermique et les caractéristiques thermodynamiques montrent que notre micromélangeur devance les autres géométries pour les fluides Newtoniens et non-Newtoniens. Donc, le micromélangeur proposé présente une solution réelle dans les systèmes microfluidiques qui nécessitent un mélange rapide à des très faibles nombres de Reynolds. Les mots clés :Géométrie complexe, modélisation numérique,advection chaotique, fluide non-Newtonien,indice de mélange, production d’entropie, nombre de Bejan, faible nombre de Reynolds. Abstract (en Anglais) : The mixing of non-Newtonian shear thinning fluids using a Two Layer Crossing Channels Micromixer (TLCCM) was investigated. Steady Navier-Stokes equations, mass conservation equations and species transport equation are numerically solved using a CFD code. As well the model adopted to characterize the mixing was the Species Transport Model. This micromixer had real potential to improve the mixing performance because the kinematic properties are totally chaotic while keeping the laminar flow regime. The fluids considered in the simulations are the CMC solutions which are modeled by the power-law model with power-law indices ranging from 0.73 to 1 and the generalized Reynolds number between 0.1 and 50. Different geometrical configurations of the previously studied micromixers have been constructed: Semi-Circular Serpentine (SCSM-90), Curved with Grooves (CG), with C-Shape patterns (C-Shape), and 2D serpentine. Their hydrodynamic and thermal mixing performances are compared with our micromixer. Results from numerical simulations show that the proposed micromixer has the best mixing index. Thus, our micromixer has the lowest Po/MI. Consequently, the best solution remains the TLCCM micromixer, for perfect mixing but with relatively low pressure losses. Furthermore, thermal mixing of two fluids (hot and cold) in different considered geometries was carried out. It is found that the thermal mixing in the TLCCM geometry offers the best performances compared to the other geometries. So, these geometries are characterized in terms of entropy production which is due to the thermal and hydrodynamic irreversibilities. In TLCCM geometry, the thermal mixing performances and thermodynamic characteristics show that our micromixer is ahead of other geometries for Newtonian and non-Newtonian fluids. Therefore, the proposed micromixer presents a real solution in microfluidic systems that require rapid mixing at very low Reynolds numbers. Keywords :Complex geometry,numerical modeling,chaotic advection, non-Newtonian fluid, mixing index, entropy production, Bejan number, low Reynolds number.