- [ VRPG-Doc] Physique --- فيزياء

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    Etude du comportement mécanique des structures en polymères renforcées par des nanotubes de carbone
    (2021-07-06) BOULAL Ammar; Encadreur: ZIDOUR Mohamed; Co-Encadreur: HEIRECHE Houari
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse de doctorat traite l’étude du comportement au flambement de plaques composites renforcées par des nanotubes de carbone, reposant sur une fondation élastique, suggérée par (Kerr 1964). Les NTC’s considérés sont à simple paroi avec trois types de distributions de matériau de renforcement aligné uniaxialement. Le principe de Hamilton a été utilisé afin d’obtenir les équations énergétiques dont l’énergie virtuelle potentielle résultante de la fondation élastique est impliquée. La réponse de la plaque CNTRC de flambement a été déterminée par l’introduction des paramètres adimensionnels en se basant sur la théorie de déformation par cisaillement d’ordre élevé (HSDT). Les modèles mathématiques fournis et les solutions actuelles sont validés numériquement par comparaison avec les résultats disponibles dans la littérature. Les résultats ont montrés la dépendance de flambement sur les différents paramètres dont les rapports d'aspect, la fraction volumique, les types de distribution et l'épaisseur des plaques ainsi que les paramètres des facteurs constants de la fondation Kerr. Il a été révélé que la plaque avec ou sans fondation élastique renforcée par X-CNT présente une résistance élevée au phénomène de flambement par rapport aux autres types de renforcement UD et O-NTC. Par ailleurs, le modèle de fondation Kerr offre une meilleure approche en termes de rigidité comparé au modèle de Winkler et de Pasternak pour étudier les caractéristiques de flambement de ce type de structures. Mots clés : Flambement; Plaque ; Fondation Kerr; Matériel de renfort; Nanotube de carbone ; Fraction volumique. The present doctoral thesis studies the buckling behaviour of carbon nanotube reinforced composite plates resting on elastic foundation, suggested by (Kerr 1964). The CNTs considered are single-walled with three types of uniaxially aligned reinforcing material distributions. Hamilton’s principle was used to obtain the energy equations in which the resulting virtual potential energy of the elastic foundation is involved. The buckling response of the CNTRC plate was determined by introducing the dimensionless parameters based on the high order shear deformation theory (HSDT). The provided mathematical models and the actual solutions are numerically validated by comparison with available results in the literature. The results showed the dependence of buckling on different parameters including aspect ratios, volume fraction, distribution types and plate thickness as well as Kerr foundation constant factor parameters. It has been revealed that the plate with or without elastic foundation reinforced by X-CNT has a high resistance to buckling phenomenon compared to other types of UD and O-NTC reinforcement. Furthermore, the Kerr foundation model offers a better approach in terms of stiffness compared to the Winkler and Pasternak model to study the buckling characteristics of this type of structures. Keywords: Buckling; Plate; Kerr foundation; Reinforcement material; NanoTubes of carbon; Volume fraction.
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    Contribution à l’étude de la stabilité thermique et de la vibration libre des nano-structures incorporée dans un milieu polymère
    (2021-07-01) BOUKHATEM Fatima; Encadreur: HOUARI MOHAMMED Sid Ahmed; Co-Encadreur: HEIRECHE.H
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Ce travail a pour but essentiel de proposer un nouveau modèle analytique pour le calcul de la charge critique de flambement thermique et les fréquences naturelles en vibration des nanostructures incorporée dans un milieu élastique. On a proposé un modèle d'ordre supérieur de déformation de cisaillement pour prédire les déplacements au sein de la plaque afin de déterminer les charges critiques de flambement et les fréquences naturelles de vibration. Le principe d'Hamilton sera employé pour déterminer les équations d'équilibre du problème. L'analyse du problème s'effectuera par des méthodes numériques. Les résultats seront validés par des travaux de la littérature. Mots clés : Nanostructures, effet de cisaillement transverse, théorie non-locale, stabilité, vibration, fondation élastique. The main aim of this work is to propose a new analytical model for the calculation of the critical thermal buckling load and the natural frequencies in vibration of nanostructures incorporated in an elastic medium. A higher-order model of shear strain has been proposed to predict displacements within the plate to determine critical buckling loads and natural frequencies of vibration. Hamilton's principle will be used to determine the equilibrium equations of the problem. The analysis of the problem will be carried out by numerical methods. The results will be validated by work in the literature. Keywords: Nanostructures, transverse shear effect, non-local theory, stability, vibration, elastic foundation.
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    Etude des propriétés physiques des matériaux High-k: ZrSiO4, HfSiO4 et ZrGeO4
    (2017-04-12) BOUKABRINE FATIHA; Encadreur: CHIKER FAFA; Co-Encadreur: KHACHAI Houari
    Résumé (Anglais) : In the present study, the structural, thermal, and electronic properties of some important orthosilicate dielectrics, such as the ZrSiO4, ZrGeO4, and HfSiO4 compounds, were investigated theoretically with the use of first-principle calculations. We attribute the application of the modified Becke–Johnson exchange potential, which is basically an improvement over the exchange–correlation functional, for a better description of the band gaps of the compounds. This resulted in a good agreement with our estimated values in comparison with the reported experimental data, specifically for the ZrSiO4, and HfSiO4 compounds. Conversely, for the ZrGeO4compound, the calculated electronic band structure shows a direct band gap at the gamma. Furthermore, our evaluated thermal properties that were calculated by using the quasi-harmonic Debye model indicated that the volume variation with temperature is higher in the ZrGeO4 compound as compared to both the ZrSiO4and HfSiO4compounds, which is ascribed to the difference between the electron shells of the Si and Ge atoms. Résumé (Français): Dans cette étude, nous présentons les propriétés structurales, thermiques et électroniques de certains importants matériaux diélectriques Orthosilicates, tels que ZrSiO4, ZrGeO4 et HfSiO4, ces composés ont été étudié théoriquement avec l'utilisation de la méthode de premier principe. Nous attribuons l'application du potentiel Becke- Johnson modifié, qui est essentiellement une amélioration du potentiel d’échange et de corrélation. Cela a abouti à un bon accord avec nos valeurs estimées en comparaison avec les données expérimentales rapportées, en particulier pour ZrSiO4 et HfSiO4. A l'inverse pour le composé ZrGeO4, la structure de bande calculée montre un gap d’énergie directe au point gamma. En outre, nos propriétés thermiques évaluées par le modèle quasi-harmonique de Debye indique que la variation de volume avec la température est plus élevé dans le composé ZrGeO4 par rapport au composés ZrSiO4 et HfSiO4 qui est attribué à la différence entre l'atome de Si et l'atome de Ge.
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    Développement massive de nouveaux matériaux par l’approche ab-initio couplé au datamining.
    (2022-02-06) BOUBCHIR Mohammed Abdeldjallil; Encadreur: AOURAG Hafid; Co-Encadreur: BOUHAFS Bachir
    Résumé (en Français) : Nous présentons dans ce travail une stratégie pour prédire de nouvelles pérovskites d'oxyde ayant le potentiel d'atteindre une conductivité ionique élevée pour des applications comme une pile à combustible à oxyde solide (SOFC). Nous utilisons une technique multivariée complète basée sur l'analyse en composantes principales (ACP) et les méthodes des moindres carrés partiels (PLS) afin d'identifier des règles de conception empiriques (énergies d'activation et de migration) pour des conducteurs ioniques stables. Parmi les 892 pérovskites d'oxyde hypothétiques testées, qui doivent encore être synthétisées expérimentalement, environ 150 composés peuvent présenter un potentiel intéressant comme conducteurs ioniques. Ces résultats peuvent servir de carte pour la conception d'électrolytes solides liés aux pérovskites. Nous avons prédit de nouveaux matériaux sur la base des certaines propriétés des éléments du tableau périodique ainsi que certaines fonctionnalités des pérovskites pour leurs utilisation dans des conditions extrêmes. Les mots clés : analyse en composante principal, pérovskites, inverse pérovskites, prédictions des propriétés. Abstract (en Anglais): We present in this work a strategy for predicting new oxide perovskites with the potential for achieving high ionic conductivity for applications as a solid oxide fuel cell (SOFC). We employ a throughout multivariate technique based the principal component analysis (PCA) and the partial least square methods (PLS) in order to identify empirical design rules (activation and migration energies) for stable ionic conductors. Among the 892 tested hypothetical oxide perovskites, which yet to be experimentally synthetized, ~150 compounds may exhibit an interesting potential as ionic conductors. These results may serve as a map for the design of perovskite-related solid electrolytes. We have predicted new materials based on certain properties of the elements of the periodic table as well as certain functionalities of perovskites for their use in extreme conditions.
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    Half metallic completely compensated ferrimagnets in Cr doped BaP
    (2018-01-10) Bouabça Asmaa; Encadreur: Rozale Habib
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse présente une étude sur la base des calculs ab-initio dans laquelle nous avons systématiquement étudié les propriétés électroniques et magnétiques de l’alliage Cr1−xBaxP. Pour atteindre cet objectif, les calculs ont été effectués par le paquet wien2K dans le cadre de la méthode FP-LPAW construite dans la DFT, les termes d’échange et de corrélation ont été traités dans l’approximation de gradient généralisée (GGA) dans le (Predew, Burk, Ernzeerhof ) (PBE).Nos calculs suggèrent que lorsque nous mélangeons le BaP avec le CrP et nous nous dirigeons vers Cr1−xBaxP où x = 0, 0,25, 0,50, 0,75 , et 0.875 tous les alliages sont des demi-metallique ferromagnetiques,et de façon intéressante le Cr0.25Ba0.75P est un demi-metallique antiferromagnetique autrement dit : " ferrimagnetique entièrement compensé ", cet alliage devrait être d’un intérêt spécial pour des applications puisqu’il ne crée aucun champ externe faible et donc expose des pertes d’énergie minimales. En outre, la robustesse de la demi-métallicité par rapport à la variation des constantes de réseau de Cr1−xBaxP est également discutée. De plus, nous avons constaté que ce nouveau matériau : Demi Métallique Ferrimagnétique Entièrement Compensé (HMFCF) est stable en fonction de sa faible énergie de formation ABSTRACT : This thesis presents a study on the basis of ab-initio calculations in witch we have systematically investigated the electronic and magnetic properties of Cr1−xBaxP alloy,to achieve this aim the calculations were performed by wien2K package within the scheme of FP-LPAW method constructed within the DFT,the exchange correlation terms was treated within the generalized gradient approximation (GGA) in the( Predew,Burk, Ernzeerhof) (PBE).Our investigation suggest that as We mix BaP with CrP atoms and move towards Cr1−xBaxP where x=0, 0.25, 0.50, 0.75, and 0.875 all alloy are HMM , interestingly Cr0.25Ba0.75P is a HMAFM otherwise "fully compensated ferrimagnet", this alloy should be of special interest for applications since it creates no external stray field and thus exhibit minimal energy losses. In addition,the robustness of half-metallicity with respect to the variation of lattice constants of Cr1−xBaxP is also discussed. Furthermore we found that this new HMFCF is stable according to its small formation energy.