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

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Comportement plastique hétérogène d’un monocristal de nickel
(2021-02-13) GHERMAOUI ILIAS MOHAMMED AMINE; Encadreur: MADANI KOUIDER; Co-Encadreur:X. FEAUGAS
الملخص (بالعربية) : يتم قبول تفاعلات تشويه الهيدروجين ودورها في اللدونة بشكل جيد كسمات رئيسية في فهم تقصف الهيدروجين من أجل فهم طبيعة عملية التليين الناجم عن الهيدروجين في المعادن f.c.c ، تم بذل جهد كبير في هذه الدراسة لتحديد تأثير الهيدروجين على سلوك إجهاد الشد الإجهاد للبلورة أحادية النيكل الموجهة للانزلاقات المتعددة. ثبت بوضوح أن عملية تليين الهيدروجين كانت نتيجة لدروع التفاعلات المرنة على نطاقات مختلفة. تم بعد ذلك إضفاء الطابع الرسمي على التليين الناجم عن الهيدروجين بعامل غربلة S يبلغ 0.8 ± 0.05 لمدة 7 wppm من الهيدروجين والتي يمكن دمجها في عمليات نظرية الخلع القياسية. يشير اتساع التليين إلى أن عملية التدريع هي المسؤولة بشكل رئيسي عن تليين الإجهاد من خلال تشكيل مجموعات شاغرة بدلاً من التأثير المباشر للهيدروجين. من المتوقع أن يكون لهذا التأثير أهمية كبيرة عند إعادة النظر في تأثير الهيدروجين على العمليات التي تتسبب في تلف السبائك الهيكلية المستخدمة في الهندسة. الكلمات المفتاحية :النيكل ، الهيدروجين ، الإجهاد ، الضغط الداخلي ، حجم التنشيط ، كثافة الخلع. Résumé (en Français) : Les interactions hydrogène-déformation et leurs implications sur les mécanismes de plasticité sont bien acceptées comme caractéristiques clés pour comprendre la fragilisation par l'hydrogène. Afin de comprendre l’origine du processus d’adoucissement induit par l’hydrogène dans métaux c.f.c, un effort substantiel a été mis en œuvre afin d’établir les conséquences de l'hydrogène sur le comportement contrainte-déformation du nickel monocristallin orienté favorablement pour l’activation des glissements multiples. Un processus d’adoucissement de l’hydrogène a été clairement établi à différentes échelles en ce qui concerne les interactions de nature élastiques. Ce mécanisme d’écrantage des interactions de nature élastique induit par l'hydrogène a été formalisé par un facteur de S égal à 0,8 ± 0,05 pour 7 ppm en poids d'hydrogène impactant l’ensemble des mécanismes de plasticité. L'amplitude d’adoucissement suggère que le processus d’écrantage est principalement associé à la formation d’amas de lacunes résultant de la présence d'hydrogène. Les mots clés : nickel, hydrogène, déformation, contrainte interne, volume d’activation, densité de dislocation. Abstract (en Anglais) : Hydrogen-deformation interactions and their role in plasticity are well accepted as key features in understanding hydrogen embrittlement. In order to understand the nature of the hydrogen-induced softening process in f.c.c. metals, a substantial effort was made in this study to determine the effect of hydrogen on the tensile stress-strain behavior of nickel single crystal oriented for multiple-slips. It was clearly established that the hydrogen softening process was the result of a shielding of the elastic interactions at different scales. Hydrogen-induced softening was then formalized by a screening factor S of 0.8 ± 0.05 for 7 wppm of hydrogen, which can be incorporated into standard dislocation theory processes. The amplitude of softening suggests that the shielding process is mainly responsible for the stress softening through the formation of vacancy clusters, rather than a direct impact of hydrogen. This effect is expected to be of major importance when revisiting the impact of hydrogen on the processes causing damage to the structural alloys used in engineering. Keywords : nickel, hydrogen, strain, internal stress, activation volume, dislocation density.
Intenséfication des transferts thermiques par électromagnetism
(2022-06-21) DAHMANI Abderraouf; Encadreur: LAOUEDJ Samir; Co-Encadreur: SOLANO JUAN PEDRO
الملخص (بالعربية) يتمركز المستقبل الطاقوي على نقطتين أساسيتين؛ الطاقات المتجددة و الكفاءة الطاقوية للأنظمة الطاقوية. في هذا الصدد، يهدف هذا العمل الرقمي الى دراسة أسلوب مركب لتكثيف التبادلات الحرارية باستعمال محلول مغناطيسي وحقل مغناطيسي غير منتظم متولد عن طريق أسلاك حاملة للتيار الكهربائي. تم تخصيص نصيب الأسد من هذا العمل لدراسة إمكانية استخدام هذه التقنية في أنبوب المركزات الشمسية من نوع طبق القطع المكافيء. الدراسة شملت كلا نظامي التدفق، الرقائقي و المضطرب، أين تمت معاينة تأثير الحقل المغناطيسي على شكل التدفق ،توزع السرعة، خطوط التيار عدد نوسلت وكذا معامل الاحتكاك. من جهة أخرى تطرقت الأطروحة إلى تحليل مدى تأثير قوة الحقل المغناطيسي الممثل في العدد المغناطيسي وكذا تأثير زيادة عدد رينولدس. أظهرت النتائج أن تواجد حقل مغناطيسي غير منتظم موزع بشكل متناوب يولد اضطرابات على مستوى توزع السرعة و حركة المائع المغناطيسي مما يؤدي لتحسين التبادل الحراري، لكن يترافق هذا مع زيادة في معامل الإحتكاك. كنتيجة أخرى، الزيادة في قوة الحقل المغناطيسي تزيد من قيمة عدد نوسلت و معامل الاحتكاك ، غير انه عند الزيادة في عدد رينولدز يلاحظ تلاشي تأثير الحق المغناطيسي أمام قوة المائع العطالية Résumé (Français et/ou Anglais) : The energy future is based on two main aspects; the renewable energies and the efficiency of energy systems. In this regard, this numerical work is aimed to study a compound method convective heat transfer intensification using a magnetic fluid (Ferrofluids) and a non-uniform magnetic field generated by current-carrying wire. The lion share of this work is dedicated for the study of the possibility of using this technique in the parabolic trough solar collectors absorber. The study included both flow regimes, laminar and turbulent. The effect of the magnetic field on the flow pattern, velocity distribution, streamlines, Nusselt number, as well as the friction factor are analyzed. On the other hand, this work has analyzed the effect of the magnetic field strength represented by the magnetic number, as well as the effect of the Reynolds number increment. The results showed that the presence of a periodically distributed non-uniform magnetic field disturbs the velocity distribution and the ferrofluid motion, which leads to an improvement in the convective heat exchange, but this is accompanied by an increase in the friction factor. As another result, the increase in the strength of the magnetic field increases the value of the Nusselt number and the friction factor, but when the the Reynolds number increases it is noticed that the effect of the magnetic decreases in front of the inertial forces of the fluid. L'avenir énergétique repose sur deux aspects principaux ; les énergies renouvelables et l'efficacité des systèmes énergétiques. À cet égard, ce travail numérique a pour but d'étudier une méthode composée d'intensification convective du transfert de chaleur à l'aide d'un fluide magnétique (Ferrofluides) et d'un champ magnétique non uniforme généré par un fil conducteur de courant. La part du lion de ce travail est consacrée à l'étude de la possibilité d'utiliser cette technique dans l'absorbeur des collecteurs solaires cylindro-paraboliques. L'étude a inclus les deux régimes d'écoulement, laminaire et turbulent. L'effet du champ magnétique sur le modèle d'écoulement, la distribution de vitesse, les lignes de courant, le nombre de Nusselt, ainsi que le facteur de frottement sont analysés. D'autre part, ce travail a analysé l'effet de l'intensité du champ magnétique représenté par le nombre magnétique, ainsi que l'effet de l'incrément du nombre de Reynolds. Les résultats ont montré que la présence d'un champ magnétique non uniforme distribué périodiquement perturbe la distribution de vitesse et le mouvement du ferrofluide, ce qui conduit à une amélioration de l'échange thermique convectif, mais cela s'accompagne d'une augmentation du facteur de frottement. Comme autre résultat, l'augmentation de l'intensité du champ magnétique augmente la valeur du nombre de Nusselt et du facteur de frottement, mais lorsque le nombre de Reynolds augmente, on remarque que l'effet du champ magnétique diminue devant les forces inertielles du fluide.
Simulation numérique de la propagation de fissures dans les matériaux à gradient fonctionnel
(2021-11-29) CHAFI Meriem Asmaa; Encadreur: BOULENOUAR Abdelkader
الملخص إن وجود الشقوق داخل المواد ذات التدرج الوظيفي يشكل عائقا للتنبؤ بمسار توسع هذه الشقوق عن طريق المحاكاة الرقمية. إذا كان الحمل المطبق أو شكل العينة غير متناظرين بالنسبة لمحور الشق، يكون الانكسار عن طريق الوضع المختلط (1+2). لذلك، من الضروري استخدام معايير التصدع لتحديد مسار نمو الشقوق. يرتكز الهدف الأساسي لهذه الأطروحة على دراسة رقمية عن طريق محاكاة مسار الشقوق في المواد ذات التدرج الوظيفي، وهذا تحت تأثير الحمل المطبق ميكانيكيا و ميكانيكيا-حراريا في الوضع المختلط (1+2) لميكانيكا التصدع. لهذا الغرض، تم خصيصا تطوير برامج رقمية ثم دمجها في برنامج حساب بطريقة العناصر المتناهية. في الأخير، تم الأخذ بعين الاعتبار العوامل المؤثرة في سلوك الشقوق و نموها داخل هذا النوع من المواد. Résumé : La présence de fissures dans les matériaux à gradient fonctionnel (FGM) pose le problème du trajet de fissuration lors de la simulation de la propagation. Lorsque qu’il n’y a pas de symétrie de chargement ou de la géométrie par rapport à l’axe de la fissure, cette dernière ne se propage pas de façon rectiligne et la rupture se produit en mode mixte. Il faut alors utiliser des critères de bifurcation afin de déterminer la nouvelle orientation du trajet de fissuration L’objectif principal de ce travail est axé sur une étude numérique de la propagation de fissures dans les matériaux FGM sous les conditions de chargement mécanique et thermique en mode mixte. Des programmes numériques seront conçus spécialement et seront par la suite intégrés dans un code de calcul par éléments finis. Enfin, l’influence des différents paramètres sur le processus de propagation de fissure sera prise en considération. Abstract : The presence of cracks in functionally graded materials (FGM) can be problematic to predict numerically the crack path trajectory. When the loading or the geometry of the specimen are not symmetrical to the crack axis, the fracture occurs under mixed mode loading conditions. Therefore, it is necessary to use fracture criteria’s to determine the crack growth direction. The main purpose of this study is focused on a numerical simulation of crack path trajectory of FGM materials under mechanical and thermomechanical mixed mode loading. To this end, numerical programs are developed and integrated into a finite element code. Finally, the influence of different parameters on the crack behavior is considered.
Etude du comportement et de la résistance a l’impact du polyéthylène à haute densité (PEHD)
(2018-03-21) CHERIEF Mohammed Nadhir Djamel Eddine; Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed; Co-Encadreur: NAIT-ABDELAZIZ Moussa
الملخص: الهدف من هذا العمل هو دراسة سلوك ومقاومة البولئيثيلين عالي الكثافة للتصادم، يحتوي الجزء الأول من هذا العمل على دراسة سلوك مواد البوليمر ثم إجراء دراسة ببليوغرافية على المواد البوليمرية الحرارية غير المتبلورة وشبه البلورية لفهم البنية المجهرية وآلية التشوه والتلف بالتجويف ثم دراسة تحليلية لوصف سلوك مقاومة البولئيثيلين عالي الكثافة للتصادم باستخدام معايير طاقة التصدع ثم دراسة الضرر لهذا النوع من البوليمر من خلال المحاكاة الرقمية على وحدات العناصر المعروفة. الجزء الثاني مخصص لدراسة السلوك الميكانيكي في التشوه الكبير للجزء الغير المتبلور عن طريق اختيار بوليمر غير متبلور (على سبيل المثال البولي كربونات). وتطوير نموذج (حراري للزوجة المرنة وللزوجة المطاطية المفرطة) صالح لمجموعة واسعة من درجات الحرارة وسرعة تشوه. Résumé : L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement et la résistance à l’impact du polyéthylène à haute densité. La première partie de ce travail est focalisée sur l’étude du comportement des matériaux polymères. Une étude bibliographique sur des matériaux polymères thermoplastiques, amorphes et semi-cristallins, a été effectuée afin de comprendre leur microstructure et leur mécanisme de déformation et l’endommagement par cavitation ensuite une étude analytique pour décrire le comportement à l’impact du PEHD en utilisant les critères énergétique de rupture et par la suite examiner l’endommagement de ce type de polymère à travers des simulations numériques sur des volumes élémentaires représentatives. La deuxième partie est consacrée à l’étude du comportement mécanique en grande déformation de la partie amorphe en choisissant un polymère amorphe (par exemple le polycarbonate) et en développant un modèle thermo élastoviscoplastique viscohyperélastique valable pour une large gamme de température et de vitesse déformation. Abstract : The objective of this thesis is to study the behavior and impact resistance of high-density pol-ethylene. The first part of this work were focused on the study of the behavior of polymer materials. Bibliographical studies of thermoplastic, amorphous and semi-crystalline polymer materials was established in order to understand their microstructure and deformation mechanisms and cavitation damage then an analytical study to describe the impact behavior of HDPE using energy failure criteria and thereafter to examine the damage of this type of polymer through numerical simulations on representative elementary volumes. The second part is de-voted to studying the mechanical behavior of the amorphous part in large deformation by choosing an amorphous polymer (for example polycarbonate) and by developing thermo-elastoviscoplastic a viscohyperelastic model valid for a wide range of temperature and strain rate.
Étude et analyse des procédés de la thermo-transformation en cascade pour la production de micro puissance.
(2021-01-28) CHEIKH Samra; Encadreur: ZEBBAR Djallel; Co-Encadreur: STITOU Driss
Résumé (en Français) : Le présent travail est consacré à l'étude de la faisabilité d’un nouveau concept de deux assemblages de thermo-transformation à sorption en cascade pour la valorisation des puits de chaleur de bas potentiel en tant qu'énergie propre, renouvelable, sans pollution et durable. Dans notre cas c’est un panneau solaire plan d’une conversion thermique de l’ordre de 343.15K à 373.15K couplé avec deux autres dispositifs de production de micro-puissance pour l’objectif fixé de satisfaire les besoins en électricité dans les cites non raccordées à un réseau électrique avec une habitation de 100 foyers et un besoin en puissance électrique nominale de 15kWe. En qualité de dispositif de production de la puissance mécanique (électrique), dans le premier schéma de l’installation énergétique a été choisi le moteur thermique d'Ericsson fonctionnant selon le cycle de Brayton (Joule). Tandis que, dans le deuxième schéma a été sélectionnée une machine de conversion fonctionnant selon le cycle de Rankine organique. L’analyse de ce concept montre bien la faisabilité de la deuxième configuration et vérifier son fonctionnement pour satisfaire les besoins dans la gamme de puissance envisagée (15kWe) à partir une faible alimentation de capteurs solaires thermiques. Enfin, il est important de souligner que le modèle a permis de retrouver les paramètres optimaux de chaque cycle de l’installation énergétique pour les conditions de la puissance maximale délivrée par la turbine. Entre autres, l’influence des différents paramètres sur le fonctionnement de cycle a été mise en évidence. Les mots clés : Valorisation de chaleur ; panneau solaire plan ; thermo-transformation à sorption (absorption et adsorption); la cascade ; micro-puissance ; installation énergétique; cycle de Brayton ; cycle de Rankine organique . Abstract (en Anglais) : The present work is devoted to the study of the feasibility of a new concept of two cascade sorption thermo-transformation assemblies for the upgraded of low-potential heat sinks as clean, renewable, pollution-free and sustainable energy. In our case it is a flat solar collector with a thermal conversion of the order of 343.15K to 373.15K coupled with two other micro-power generation devices for the objective of meeting the electricity requirements in areas not connected to a power grid with dwelling of 100 households and a nominal power requirement of 15kWe. As a device for the production of mechanical (electrical) power, in the first power(energy installation) plant schematic diagram was chosen the Ericsson thermal engine operating according to the Brayton cycle (Joule). While, in the second power plant schematic diagram was selected a conversion machine operating according to the organic Rankine cycle. The analysis of this concept shows the feasibility of the second configuration and verifies its operation to satisfy the power needs in the envisaged power range (15kWe) from a low power supply of solar thermal collectors. Finally, it is important to point out that the model has made it possible to find the optimal parameters of each cycle of power plant configurations for the conditions of the maximum power delivered by the turbine. Among other things, the influence of the different parameters on the cycle operation was highlighted. Keywords: Heat recovery; flat solar collector; sorption thermo-transformation (absorption and adsorption); cascade; micro-power; energy installation; Brayton cycle; organic Rankine cycle.