- [ VRPG-Doc-Sc] Génie mécanique --- هندسة ميكانيكية

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    Etude du comportement des assemblages multi-matériaux
    (2017-06-29) CHERIET Nour el Houda; Encadreur: BOUCHOUICHA Benattou; Co-Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed
    الملخص (بالعربية) : صناعة المنشأة المعدنية عموما تتطلب تجميع عدة أجزاء معدنية مع بعضها البعض، ويمكن لهذه الأجزاء معدنية ان تختلف في طبيعة المواد المستخدمة في صناعتها. الهدف الرئيسي من هذا العمل هو فهم ميكانزيم ضرر هذه الاجزاء المعدنية المصنعة من مواد ذات بنية مختلفة اثناء تجميعها مع بعضها البعض وذلك بالقيام بدراسة تجريبية والرقمية. وقد سمحت لنا الدراسة الرقمية ذات ثلاثة أبعاد بتسليط الضوء على أضرار الاحتكاك في التجمعات المعدنية ANSYS باستخدام برنامج الكمبيوتر المثبتة بواسطة البرغي. وقد سمح تحليل مكان الاجهادات بواسطة الإحداثيات الديكارتية ومعطيات ضرر الاحتكاك بدلالة الزاوية ونصف القطر بتحديد موقع وكيفية انتشار التشققات. النتائج التي تم الحصول عليها في شكل حلول عقدية أظهرت بصفة مفصلة مواقع تركيز الإجهاد، وتشوه والانتقال. سطح التماس بين لوحات )أو عناصر الاتصال( يتميز بضغط التلامس، والتصاق والفجوة. وقد سمحت لنا النتائج المتحصل عليها بتحديد الإجهاد الذي تسبب في بدء الانكسار وانتشاره وايضا موقع المنطقة المتضررة من الاحتكاك. في الجزء الثاني، تمت دراسة تجريبية لتحديد أعمار تجميعات الاجزاء المعدنية المثبتة بواسطة البرغي خلال تعب الاحتكاك. وأظهرت النتائج أن ضغوط التماس والانزلاق هم من العوامل الهامة التي توضح التعب لاحتكاكي. Résumé (Français et/ou Anglais) : La fabrication d’une structure métallique passe généralement par l’assemblage des pièces les unes avec les autres. Ainsi, une structure peut constituer des pièces différentes, en particulier au niveau de la nature des matériaux utilisés pour les réaliser. L’objectif principal de cette thèse est la compréhension des différents mécanismes d’endommagement des assemblages multi matériaux par fixation en utilisant des approches expérimentales et numériques. La partie numérique nous a permis de mettre en évidence le problème de l’endommagement en fretting d’un assemblage mécanique boulonné en trois dimensions en utilisant le code de calcul ANSYS. L’analyse des champs de contraintes en coordonnées cartésiennes et les paramètres de fretting en fonction de l’angle et du rayon des zones de contact nous a permis déterminer la position de l’amorçage et la propagation de la fissure. Les résultats obtenus sous forme de solutions nodales montrent de façon détaillée les positions des concentrations de contraintes, de déformations et de déplacements. La surface de contact entre les plaques (ou éléments de contact) est caractérisée par une pression de contact, l’adhérence et le jeu. Les résultats obtenus nous ont permis de déterminer la contrainte qui a déclenché l’amorçage et la propagation de fissure ainsi que la position de la zone endommagée par le fretting. Dans une deuxième partie, une étude expérimentale a été traitée pour déterminer les durées de vie des assemblages boulonnées en fatigue. Les résultats montrent que la pression de contact et le glissement sont des facteurs essentiels qui illustrent le fretting par fatigue
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    MODELISATION DE L’ENDOMMAGEMENT AUTOUR D’UNE INCLUSION OSSEUSE DANS LE CIMENT ORTHOPEDIQUE D’UNE PROTHESE TOTALE DE LA HANCHE
    (2016-09-22) CHERFI MOHAMED; Encadreur: BENBAREK Smaïl; Co-Encadreur: BOUZIANE Mohamed Mokhtar
    Résumé (Français et/ou Anglais) : résumé En chirurgie orthopédique et plus particulièrement en arthroplastie totale de hanche, la fixation des implants s’effectue généralement au moyen d’un ciment chirurgical constitué essentiellement de polymère (PMMA). Les fractures et les descellements apparaissent à la suite d’un gradient de contraintes élevé. L’origine de ce phénomène vient de la présence des des défauts (inclusion osseuse, microcavités…..) qui se trouve dans le ciment PMMA. L’objet de notre travail est d’étudier l’effet de cette inclusion osseuse dans les zones où les conditions extérieures (charges et formes géométriques) peuvent provoquer la rupture du ciment et par conséquent le descellement aseptique de la prothèse. A cet effet, nous avons étudié l’endommagement dans le ciment, afin d’estimer la longueur de la fissure autour de l’inclusion. Les performances du code de calcul nous permettent d’imposé des conditions aux limites adéquates avec un type de maillage efficace afin de modéliser les paramètres d’endommagement. Le système de charge considéré est le cas de surcharge subi par la prothèse. Nous avons constaté que le risque d’endommagement apparait essentiellement au centre du ciment, si la position de l’implant est fortement orientée à 50° ou +23°. Abstract In surgery orthopedic and more particularly in total hip replacement, the implant fixation is generally fixed by bone surgical cement consists essentially of polymer (PMMA). Fractures and loosening appear after a high stress. The origin of this phenomenon is the presence of the defect (inclusion, microvoid…..) in the PMMA cement. Our work is to study the effect of this bony inclusion in areas where external conditions (loads and geometric shapes) can rupture the cement and therefore the loosening aseptic of the prosthesis. For this reason, we study the damage in the cement, to estimate the crack length around the bony inclusion. Performance computer code allowed us to imposed conditions with adequate an effective type of mesh to estimate damage in PMMA. The charging system is considered the overloading on the prosthesis. We found that the risk of damage appears at the edge of the inclusion, when the defect is positioned in the center of cement at 50° and +23° position of the implant.
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    Analyse tridimensionnelle du comportement mécanique des implants dentaires
    (2018-01-18) CHELAHI CHIKR Yamina; Encadreur: BOUTABOUT Benali
    الملخص بالعربية الغرض من هذا العمل هو تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد الجديد من بدلة الأسنان. هذا واحد يخضع لأحد الأحمال الثلاثة من المضغ (كورونو أبيكال، ديستو-ميسيال واللغوية عن طريق الفم)، يطبق على سطح الإطباق من التاج. تحديد توزيع شدة الإجهاد المكافئ فون ميسس في العظام ومكونات بدلة الأسنان عدديا من خلال طريقة عنصر محدود باستخدام رمز حساب أباكوس. وقد مكننا هذا التحليل العددي من إظهار تأثير المعلمات الهندسية للزرع مثل طوله وقطره وكذلك عدد الخيوط وطبيعة الخيوط على تباين الإجهاد المكافئ بالقرب من واجهة العظام / زرع. يتم تقييم هذه الاجهادات الوجيهية في الاعلى وفي أسفل الشبكة. من المهم أن نعرف آثار هذه العوامل لضمان، من ناحية، الاستقرار و الجمود من زرع الأسنان في العظم السنخية، ومن ناحية أخرى، القوة الميكانيكية للعظم القشرية Résumé (Français et/ou Anglais) Le but de ce travail est de développer un nouveau modèle tridimensionnel d'une prothèse dentaire. Celle-ci est soumise à l'une des trois charges de mastication (corono-apicale, disto-mésiale et linguo-buccal), appliquée sur la surface occlusale de la couronne. La distribution et l’intensité de la contrainte équivalente de von Mises dans l'os et dans les composants de la prothèse dentaire sont déterminées numériquement par la méthode des éléments finis à l’aide du code de calcul Abaqus. Cette analyse numérique nous a permis de montrer l'effet des paramètres géométriques de l’implant tels que sa la longueur et son diamètre ainsi que le nombre de filets et la nature du filetage sur la variation de la contrainte équivalente au voisinage proche de l'interface os/implant. Ces contraintes interfaciales sont évaluées sur la partie extérieure et au fond du filet. Il est important de connaître les effets de ces facteurs pour assurer d'une part, la stabilité et l'immobilité de l'implant dentaire dans l'os alvéolaire et d'autre part, la tenue mécanique de l'os cortical.
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    Boualem SERIER
    (2018-06-09) CHAREF Djilali; Encadreur: Boualem SERIER
    الملخص (بالعربية) طول العمر الافتراضي لمفصل الورك الاصطناعية محدود ، ويرجع ذلك أساسا إلى تدهور الخصائص الميكانيكية للأسمنت العظمي بعد تحقيق عدد معين من الدورات. في هذا العمل البحثي ، سنقوم بتقييم الخطر الذي يحدث من ممارسة الأنشطة اليومية من قبل مرضى ذوي استبدال مفصل الورك من أجل حظر الأنشطة التي تمثل مخاطر عالية ، والتوصية بالأنشطة الذين يحرضون على أضعف نسب الاجهد ، وفي نهاية المطاف تصحيح الأنشطة التي يتم تنفيذها بطريقة خاطئة. سنقوم أيضًا بتحليل دور التقنيات الجراحية في إطالة عمر الأطراف الاصطناعية ، خاصةً خفض مستوى الإجهاد المرتبط بتقنيات تحضير العظام. سوف ندرس أيضًا جدوى تعزيز PMMA من أجل تحسين خواصه الميكانيكية ولديها عمر أطول ، وسوف نقوم أيضًا بتحليل سلوك الأسمنت العظمي المدعم تحت ظروف مماثلة لتلك الموجودة في الجسم الحي ومن ثم إجراء مقارنة مع الأسمنت العظام التقليدية (غير المدعومة). ولإتمام هذا العمل دراسة عن تحديد زاوية الشروع في انتشار التشقق في الاسمنت العظمي، وذلك أثناء ممارسة الأنشطة اليومية Résumé (Français et/ou Anglais) : Les prothèses totales de hanche cimentées ont une durée de vie limitée, et ce vu la détérioration des propriétés mécaniques du ciment orthopédique après avoir effectué un certain nombre de cycle, dans ce travail nous allons évaluer le danger provenant des activités quotidiennes exercées par les patients porteurs de prothèse totale de hanche dans le but de proscrire les activités à haut risque, de recommander ceux induisant les contraintes les plus faibles et éventuellement de corriger les activités qui sont mal exercées, nous allons aussi analyser le rôle de la technique chirurgicale dans la prolongation de la durée de vie du PMMA et plus précisément, la réduction des contraintes qu’y sont induites surtout durant la préparation du houssing qui contiendra le ciment et l’implant prothétique, nous allons aussi étudier la faisabilité du renforcement du PMMA afin d’améliorer ses propriétés mécanique et avoir par la suite une durée de vie plus importante, nous allons également analyser le comportement du ciment orthopédique renforcé par des particules inframicrométriques en céramique dans des conditions identiques à celles rencontrées in-vivo et puis effectuer une comparaison avec celui non renforcé soit le ciment conventionnel. Et pour conclure ce travail, une étude sur la détermination de l’angle de propagation des fissures amorcées au niveau du ciment osseux, et ce durant la pratique des activités journalières.
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    CONTRIBUTION A L’ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES MATERIAUX
    (2015-12-10) CHAMA Mourad; Encadreur: BOUTABOUT Benali
    الملخص (بالعربية) تستخدم المواد المكونة من مادتين على نطاق واسع وفي مختلف فروع التكنولوجية مثل الهندسة الميكانيكية والإلكترونيات والهندسة الكهربائية لأنها تتكون من مادتين ذات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المختلفة تماما. سلوك الكسر المواد الغير المتجانسة يتطلب تعمقا في مجال البحث التي لا تزال معقدة ومفتوحة. يهدف هذا العمل بالاضافة الى عرض التحليل العددي باستخدام الطريقة العناصر المنتهية لحالة التوتر وانتشار صدع بدأ في السيراميك وعلى مقربة من واجهة التقاء المادتين تحت تأثير تحميل الميكانيكية الحرارية. ركزت الدراسة على تحليل نماذج هندسية ثنائية الأبعاد واحد والمعنيين الآخرين ثلاثي الأبعاد، الأول هو شعاع في الانحناء، وتتكون من مادتين هشة ومرن، والثاني هو مادة المزدوج السيراميك المعدن يتعرض لاختبار الشد. وأجريت دراسة مقارنة بين اثنين من السلوك مرونة ومرونة والبلاستيك من المواد المرن. جرى تحديد العديد من العوامل مثل درجة الحرارة الإنتاج، وحجم شرخ والحمل المطبق لنشر وضع مختلط من الصدع وانحرافه في السيراميك. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les bi-matériaux sont largement utilisés dans différences branches de la technologie comme la mécanique, l’électronique et l’électrotechnique parce qu’ils sont constitués de deux matériaux dont les propriétés physiques et mécaniques sont totalement différentes. Le comportement en ruptures des matériaux hétérogènes nécessite des connaissances approfondies et le domaine de recherche reste complexe et ouvert. Le travail ainsi présenté a pour objectif d’analyser numériquement par la méthode éléments finis l’état de contraintes et la propagation d’une fissure initiée dans la céramique et au voisinage proche de l'interface sous l’effet d’un chargement thermomécanique. L'étude porte sur l'analyse de deux modèles géométriques l'un bidimensionnel et l'autre tridimensionnel respectifs, le premier est une poutre en flexion, elle est composée de deux matériaux fragile et ductile et le second est un bi-matériau céramo-métallique soumis à un essai de traction. Une étude comparative a été faite entre les deux comportements élastiques et élasto-plastiques du matériau ductile. Plusieurs facteurs ont été mis en évidence tels que la température d’élaboration, la taille de la fissure et la charge appliquée sur la propagation en mode mixte de la fissure et sa déviation dans la céramique. The bi-material are widely used in various branches of technology as mechanics, electronics and electrical engineering because they are made of two materials, the physical and mechanical properties are totally different. Their behavior breaks require a thorough knowledge of heterogeneous materials and the research area is complex and open. The work so presented has for objective to analyze numerically by the finite element method the state of stress and propagation of a crack initiated in ceramics and in close proximity to the interface under the effect of a thermo-mechanical loading. The study focuses on the analysis of two-dimensional geometric models of one and the other respective three-dimensional, the first is a beam in bending, it is composed of two brittle and ductile materials and the second is a metal-ceramic bi-material subject to tensile test. A comparative study was made between elastic and elastic-plastic behavior of ductile material. Several factors have been identified, such as the development temperature, the size of the crack and the load applied to the mixed-mode propagation of the crack and its deflection in the ceramic.