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

Permanent URI for this collection

https://dspace.univ-sba.dz/handle/123456789/448

Browse

Now showing 1 - 5 of 36

Maîtrise et optimisation de la gestion énergétique en Algérie
(2017-01-17) GOUAREH Abderrahmane; Encadreur: SETTOU Noureddine
الملخص(بالعربية) ملخص:في ظل الوضعية الطاقوية الحالية التي تتميز بالتسارع المعتبر في الطلب على الطاقة جنبا إلى جنب مع التقدم الاقتصادي والاجتماعي والاستخدام المتزايد للوقود الأحفوري (النفط والغاز الطبيعي), تسعى معظم الدراسات الحاليةلوضع حلول من اجل السيطرة على زيادة الاستهلاك الطاقوي والانخراط في سياسة التهيئة الطاقوية المستدامة للاقليم كجزء من استراتيجية طاقوية شاملة ومسيرة تهدف هذه الدراسة الى وضع إطار منهجي للاستشراف الطاقوي في المدى المتوسط والطويل، وذلك باستخدام نموذج تخطيط طاقوي نوع من أسفل إلى أعلى، باعتبار جميع العوامل الاقتصادية والسياسية. تحت تأثير الزيادة في الاستهلاك المحلي و خاصة زيادة الطلب على الطاقة الكهربائية ، تم اقتراح سيناريو تحسينيكرؤية للحد من زيادة الطلب,من خلال وضع حلول جديدة تعتمد اساسا على استخدام انظمة ذات كفاءة عالية واكثر فعالية بالاضافة الى تنفيذ إجراءات في اطارالتحولات الطاقوية المستدامة مما يضمن توافق أفضل بين العرض والطلب ، خاصة في قطاعي السكن والنقل في اطار التحول الطاقوي المستدام الذي انتهجته الجزائر, والذي يهدف اساسا الى ادماج الطاقات المتجددة كمصدر طاقوي بديل, تم وضعمنهج تحليليللبرنامج الوطني للطاقات المتجددة من خلال تهيئة نظام المعلومات الجغرافية, و الذي سمح لنا باجراء تقييم واقعي لتحديد المواقع الانسبلتنفيذ مشاريع جديدة للطاقة المتجددة. تعتبر نماذج الاستشراف الطاقوي المدمجة مع نظم المعلومات الجغرافية (GIS) عنصرا داعما لاتخاذ القرارات المستقبليةمن خلال العملالتحليلي لمختلفالسيناريوهات المقترحة. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : La situation énergétique actuelle est caractérisée par une forte croissance de la demande en énergie alliée au fort progrès économique et social et un recours croissant aux énergies fossiles (pétrole, gaz naturel). Nous cherchons aujourd’hui à maîtriser la croissance de la consommation énergétique et d’engager à une politique d’aménagement du territoire dans le cadre d’une stratégie globale et maîtrisée. Le travail réalisé dans le cadre de cette étude porte sur le développement d’un cadre méthodologique cohérent pour la prévision de la demande énergétique à moyen et à long terme, en utilisant un modèle de prospective énergétique de type Bottom-up, et en intégrant l’ensemble des facteurs économiques et politiques. Sous l’effet de l’augmentation de la consommation nationale en énergie primaire et la demande accrue surtout en énergie électrique présentées dans le scénario tendanciel, un scenario volontariste a été élaboré dans une vision de réduire l’incertitude de la demande. Dans ce cadre de nouvelles solutions basées sur l’utilisation des systèmes d’efficacité et la mise en œuvre des actions de transitions durables ont été intégrées, dont la volonté est d’assurer une meilleure adéquation entre l’offre et la demande énergétique, en tenant compte du poids des consommations énergétiques, notamment dans le secteur résidentiel et de transport. Dans une vision de transition énergétique dans laquelle s’engage l’Algérie, une analyse du programme national des énergies renouvelables a été réalisée par l’élaboration d'un système d'information géographique qui nous a permis d’établir une évaluation réaliste des sites favorables pour la localisation et l’implantation des nouveaux projets renouvelables. Les modèles de prospective énergétique constituent alors une alliée précieuse dans l’aide à la décision et des supports précieux à l’analyse chiffrée de scénarios énergétiques dans une vision de long terme. La mise en place de ces modèles s’avère incontournable avec l’intégration du Système d’Information Géographique (SIG) pour l’aménagement énergétique du territoire national.
Investigation numérique des capteurs solaires cylindro-parabolique sous conditions climatique Algérienne
(2022-07-04) HADDOUCHE Mohammed Reda; Encadreur: BENAZZA ABDELYLAH
الملخص (بالعربية) الطاقة الشمسية هي واحدة من الطاقات المتجددة والنظيفة و المتوفرة في العالم بأسره. لكي تكون هذه الطاقة مفيدة يجب تركيزها وجمعها. يعتبر الجهاز من أكثر التقنيات نضجا وتطوراً في هذا المجال الهدف من هذه الأطروحة هو تقييم الأداء الهيدروليكي الحراري، وزيادة نقل الحرارة داخل الأنبوب الفولاذي المستقبل لأشعة الطاقة الشمسية. يتم استخدام الطرق السلبية والفعالة عن طريق إدخال أنواع مختلفة من الحواجز الصغيرة داخل أنبوب الامتصاص، ويتم كذلك استخدام عاكس ثانوي لمجانسة درجة الحرارة المحيطية لأنبوب المستقبل. من ناحية أخرى ، يتم تحليل الحالة المناخية الجزائرية والمعايير الجغرافية للمناطق المختلفة لحساب الإشعاع الطبيعي المباشر تشير نتائج المحاكاة إلى أن الإضافات تعزز انتقال الحرارة داخل أنبوب الامتصاص. يقلل استخدام العاكس الثانوي من التدرج الحراري المحيطي للأنبوب الممتص ويظهر التحليل الجغرافي أن الإشعاع الطبيعي المباشر أعلى في المناطق الصحراوية Résumé (Français et/ou Anglais) : Solar energy is one of the renewable, free, clean and available energies in the whole globe. In order to be useful, this energy must be concentrated and collected. The Parabolic Trough Collector is the most mature and developed technology on this field. The aim of this thesis is to evaluate the thermo-hydraulic performance and the increase of the heat transfer inside an enhanced tube of parabolic trough solar collector. Passive and active methods are used by introducing different type of inserts inside the absorber tube and a secondary reflector is used to homogenise the circumferential temperature of the receiver tube. In the other hand, the Algerian climatic condition and geographical parameters of different region are analysed to calculate the direct normal irradiance. The simulation’s results indicate that the inserts enhance the heat transfer inside the absorber tube. The use of the Secondary Reflector decreases the circumferential temperature gradient of the absorber tube and the geographical analysis shows that the direct normal irradiance is higher in the Saharan regions. L'énergie solaire est l'une des énergies renouvelables, gratuites, propres et disponibles dans le monde entier. Pour être utile, cette énergie doit être convertie et collectée. Le collecteur à cylindro-parabolique est la technologie la plus mature et la plus développée dans ce domaine. Le but de cette thèse est d'évaluer les performances thermo-hydrauliques et l’amélioration du transfert de chaleur à l'intérieur du tube récepteur du capteur solaire cylindro-parabolique. Des méthodes passives et actives sont utilisées en introduisant différents types d'inserts à l'intérieur du tube absorbeur, un réflecteur secondaire est utilisé pour homogénéiser la température circonférentielle du tube récepteur. D’autre part les conditions climatiques algériennes et les paramètres géographiques des différentes régions sont analysés pour calculer l'irradiance normale directe. Les résultats de la simulation indiquent que les inserts améliorent le transfert de chaleur à l’intérieur du tube absorbeur. L'utilisation du réflecteur secondaire diminue le gradient de température circonférentiel du tube absorbeur et l'analyse géographique montre que l'irradiance normale directe est plus élevée dans les régions sahariennes.
Analyse par la méthode des éléments finis du comportement en rupture des matériaux FGM
(2022-09-11) HEBBAR Imène; Encadreur: BOULENOUAR Abdelkader
Résumé (Français et/ou Anglais) : The main objective of this study falls within the general framework of the numerical study of the fracture behavior of functionally graded materials, under the mechanical loadings. In this thesis work, several numerical methods have been proposed to determine the evolution of SIFs, based on the local approaches. The extension of the CTSM method (Crack-tip stress method) has been examined, compared and generalized, for the FGM materials case. The mechanical properties of FGM structures are declared using a subroutine implemented in FE ANSYS code. This program makes it possible to locate the coordinates of the gravity center for each element of the mesh, in order to then calculate the material properties, by taking into account the law of mixtures. The second objective of this work is to present numerical aspects related to the implementation of the energy method "Integral Jk". This numerical development is based on the coupling of Ansys Matlab calculation codes. The good performance of the developed program has been clearly demonstrated and validated, by numerical, analytical and experimental approaches. L’objectif principal de cette étude s’inscrit dans le cadre général de l’étude numérique du comportement en rupture des matériaux à gradient fonctionnel, sous les conditions du chargement mécanique. Dans ce travail de thèse, plusieurs méthodes numériques ont été proposées pour déterminer l’évolution des FICs, en se basant sur des approches locales. L’extension de la méthode de contraintes à la pointe de fissure (CTSM Crack-tip stress method) a été examinée, comparée et généralisée, dans le cas des matériaux FGMs. Les propriétés mécaniques des structures en FGM sont déclarées à l’aide d’un sous-programme implémenté dans le code par EF ANSYS. Ce programme permet de localiser les coordonnées du centre de gravité de chaque élément du maillage afin de calculer ensuite les propriétés matérielles, par la prise en compte de la loi des mélanges. Le deuxième objectif de ce travail est de présenter des aspects numériques liés à l’implémentation de la méthode énergétique « Intégrale Jk ». Le présent développement numérique est basé sur le couplage des codes de calcul Ansys-Matlab. La bonne performance du programme développé a été clairement démontrée et validée par des approches numériques, analytiques et expérimentales.
Influence des défauts géométriques dans la colle et modification géométrique des substrats sur la durabilité des assemblages collés
(2020-12-21) KADDOURI Nadia; Encadreur: MADANI Kouider
الملخص (بالعربية) أثبتت تقنية ربط التصحيح المركب في المنطقة التالفة فعاليته في تقليل تركيز الإجهاد وضمان العمر الطويل للهيكل الذي تم إصلاحه. أدى البحث عن مادة لاصقة وتصحيح مناسب لنقل شحنة جيدة إلى تطوير الباحثين من خلال الاختبارات الميكانيكية والأساليب التحليلية أو العددية للأفكار المتعلقة بالشكل والطبيعة ونوع وتسلسل التراص التصحيح لإعطاء مزيج أفضل من التصحيح والمادة اللاصقة. عملنا يناسب هذا السياق؛ الهدف، من ناحية، هو اقتراح طريقة لتقليل الضغوط في الصفيحة التالفة عن طريق حماية المادة اللاصقة من تأثير الشيخوخة التي تؤثر بشكل كبير على خواصـها الميكانيكية والتصحيح المركب. تم تسليط الضوء على عدة عوامل، وهي تأثير تسلسل التراص للرقعة المركبة، وتعديل سمك اللوحة، ووجود عيوب الترابط في المواضع المختلفة. يوضح تحليل التكامل والإجهاد في المادة اللاصقة والرقعة بوضوح أن قيمها تعتمد بشدة على هذه المعلمات المختلفة وأن التعديل الذي تم إجراؤه على اللوحة ليس له أي تأثير على تركيز الإجهاد. من ناحية أخرى، فإن استخدام مركب هجين يقوي إلى حد كبير اللوحة التالفة ويقلل بشكل واضح من الضغوط في الصفيحة اعتمادًا على موضع عيب الرابطة إذا كانت طبيعة الألياف واتجاهها سمك كل طبقة مركب الكلمات المفتاحية: . Jتكامل ، عيب الترابط، التصحيح المركب، إجهاد القص، فو ميزس Résumé (en Français) : La technique de collage de patch composite dans la zone endommagée a démontré son efficacité à atténuer la concentration de contraintes et à assurer la longue durée de vie de la structure réparée. La recherche d'un adhésif et d'un patch approprié pour un bon transfert de charge a conduit les chercheurs à développer par des tests mécaniques, des méthodes analytiques ou numériques des idées concernant la forme, la nature, le type et la séquence d'empilement du patch pour donner une meilleure combinaison de patch et d'adhésif. Notre travail s'inscrit dans ce contexte ; le but est, d'une part, de proposer une méthode pour réduire les contraintes dans la plaque endommagée en protégeant l'adhésif contre l'effet du vieillissement qui affecte de manière significative ses propriétés mécaniques et du patch composite. Plusieurs facteurs ont été mis en évidence à savoir, l'effet de la séquence d'empilement du patch composite, la modification de l'épaisseur de la plaque, et la présence de défauts de collage dans différentes positions. L'analyse de l’intégrale J et les contraintes dans l'adhésif et le patch montre clairement que leurs valeurs dépendent fortement de ces différents paramètres et que la modification apportée à la plaque n'a aucun effet sur la concentration de contraintes. D'autre part, l'utilisation d'un composite hybride renforce d'une manière considérable la plaque endommagée et réduit clairement les contraintes dans la plaque selon la position du défaut de collage si on optimise la nature, l'orientation des fibres et l'épaisseur de chaque couches du composite. Les mots clés : Intégrale-J, défaut de collage, patch composite, Von Mises, contrainte de cisaillement. Abstract (en Anglais) : The technique of bonding a composite patch in the damaged area has proven effective in reducing stress concentration and ensuring the long life of the repaired structure. The search for an adhesive and a suitable patch for good charge transfer has led researchers to develop by mechanical tests, analytical or numerical methods ideas concerning the shape, nature, and type and stacking sequence of the patch to give a better combination of patch and adhesive. Our work is part of this context; the aim is, on the one hand, to propose a method for reducing the stresses in the damaged plate by protecting the adhesive against the effect of aging which significantly affects its mechanical properties and of the composite patch. Several factors were highlighted namely, the effect of the stacking sequence of the composite patch, the modification of the thickness of the plate, and the presence of bonding defects in different positions. Analysis of the integral J and the stresses in the adhesive and patch clearly shows that their values strongly depend on these different parameters and that the modification made to the plate has no effect on the stress concentration. On the other hand, the use of a hybrid composite considerably reinforces the damaged plate and clearly reduces the stresses in the plate depending on the position of the bonding defect if one optimizes the nature, the orientation of the fibers and the thickness of each layer of the composite. Keywords: J-Integral, bonding defect, composite patch, Von Mises, shear stress.
The behaviour of cracks repaired with composite patch in Aluminium alloy 7075-T6
(2021-01-27) KHODJA Malika; Encadreur: KHODJA Malika
Abstract (Anglais): Fatigue failure cracking under repeated stressing has been a concern of engineering for decades. Fatigue failures have become more common and increasingly significant in engineering design as sources of vibration and dynamic loading of materials have increased. The repairs of damaged metallic structures using bonded composite patch have been proved as an economical method to increase the fatigue life of damaged structures. This research deals with an experimental study on the fatigue life of AA7075-T6 aluminium alloy plates repaired/reinforced with single-sided boron/epoxy patches. The study focuses on the behaviour of cracks in AA7075-T6. First, the crack propagation from a notched hole under uniaxial fatigue loading of AA7075-T6 sheet, namely unpatched was studied. The obtained results were analysed to establish the fatigue behaviour understanding for uncracked, notched AA7075-T6 aluminium alloy. The stress intensity factor (SIF) defines the severity of a crack. Therefore, SIF controls the rate of fatigue crack growth. The path along which fractures occurred was through the grains (transgranular fracture) in all crack growth stages. It showed slow growth with a straight line near the notch where, due to rapid unstable crack, growth just prior to final fracture a high crack growth rate was observed. Second, the background on bonded repair materials is introduced. Also, metal/composite bonded structures repair process is discussed in details. Then the fatigue life of AA7075-T6 aircraft sheet cracked with various crack length repaired with a boron/epoxy composite patch was investigated and compared to unpatched plate. The obtained results showed that repairing of the cracked plate using bonded composite patches was effective in decreasing the crack growth rate and thereby enhancing the fatigue life of the structure by 70%. The crack growth rate in unpatched panel is higher compare to the patch ones. The crack growth rate increases as the crack length increases due to higher stress concentration rate at the crack tip. Where the variation of crack growth rate (da/dN, mm/cyc) as a function of the crack length for the patched and unpatched panel of different crack length repair showed that the patch presence highly decrease the crack growth rate. It was noted that it is inefficient to repair cracks of size more than 30 mm crack length. Therefore, in various crack length repaired with patches composite, it is not recommended to repair large cracks for long-term maintenance as it can lead to catastrophic results. However, it is effective to repair large crack for emergency conditions. Finally, the research was focused on the effect of different curing cycles on the fatigue life of reinforced/repaired structure. Different curing parameters were tested to determine differences in terms of bond strength, distortion effects and fatigue life of repaired AA7075-T6 sheets. Distortion behaviour of bonded repair was studied. The influence of the curing cycle conditions on fatigue life was investigated. The results showed that the elevated curing temperatures enhance the adhesion between the metal surface and the composite patch and overall durability. However, elevated curing temperature may result in distortion with bending curvature. The optimum combination of temperature and duration for the curing cycle is of importance to reduce the distortion. Résumé (Français) : La fissuration par fatigue sous des contraintes répétées est une préoccupation de l'ingénierie depuis des décennies. Les défaillances dues à la fatigue sont devenues plus courantes et de plus en plus importantes dans la conception technique à mesure que les sources de vibration et de charge dynamique des matériaux ont augmenté. Les réparations de structures métalliques endommagées à l'aide de patchs composites collées se sont avérées être une méthode économique pour augmenter la résistance à la fatigue des structures endommagées. Cette recherche porte sur une étude expérimentale sur la résistance à la fatigue de plaques d'alliage d'aluminium AA7075 −T6 réparées / renforcées avec des simples patchs en bore / époxy. L'étude se concentre sur le comportement des fissures en AA7075 - T 6. Tout d'abord, la propagation des fissures à partir d'un trou entaillé sous charge de fatigue uniaxiale de la tôle AA7075 − T 6, à savoir le comportement d’une tôle sans patch, a été étudiée. Les résultats obtenus ont été analysés pour établir la compréhension du comportement en fatigue de l'alliage d'aluminium AA7075-T6 non fissuré et entaillé. Le facteur d'intensité de contrainte (FIC) définit la sévérité d'une fissure. Par conséquent, le FIC contrôle le taux de croissance des fissures de fatigue. Le chemin le long duquel les fractures se sont produites était à travers les grains (rupture transgranulaire) à tous les stades de croissance des fissures. Il a montré une croissance lente avec une ligne droite près de l'entaille où, dû d'une fissure rapide et instable, juste avant la rupture finale, un taux de croissance de fissure élevé a été observé. Deuxièmement, le contexte sur les matériaux de réparation collés est présenté. De plus, le processus de réparation des structures collées métal/composite est discuté en détail. Ensuite, la résistance à la fatigue d'une tôle d'aéronef AA7075-T6 fissurée avec différentes longueurs de fissure réparée par patch en composite bore/époxy a été étudiée et comparée à une plaque non réparée. Les résultats obtenus ont montré que la réparation de la plaque fissurée à l'aide de patchs composites collés était efficace pour réduire le taux de croissance des fissures et augmenter ainsi la résistance à la fatigue de la structure de 70%. Le taux de croissance des fissures dans les tôles non réparées est plus élevé que dans ceux réparées par patchs. Le taux de croissance des fissures augmente avec l’augmentation de la longueur de fissure en raison d'un taux de concentration de contraintes plus élevé à la pointe de fissure. La variation du taux de croissance des fissures (da/dN, mm/cyc) en fonction de la longueur de fissure pour une tôle réparée et non réparée de différentes longueurs de fissure a montré que la présence de patch diminue considérablement le taux de croissance des fissures. Il a été noté qu'il est inefficace de réparer des fissures de taille supérieure à 30 mm de longueur de fissure. Par conséquent, dans diverses longueurs de fissures réparées avec des patchs composites, il n'est pas recommandé de réparer de grandes fissures pour un entretien à long terme car cela peut conduire à des résultats catastrophiques. Cependant, il est efficace de réparer une grande fissure en cas d'urgence. Enfin, la recherche s'est concentrée sur l'effet de différents cycles de traitement (c'est-à-dire l'historique de température en fonction du temps) sur la durée de vie en fatigue des structures renforcées/réparées. Différents paramètres de traitement ont été testés pour déterminer les différences en termes de résistance d'adhésion, d'effets de distorsion et de durée de vie en fatigue des plaques en AA7075 −T6. Le comportement de distorsion de la réparation collée a été étudié. L'influence des conditions du cycle de traitement sur la durée de vie en fatigue a été étudiée. Les résultats ont montré que les températures de traitement élevées améliorent l'adhérence entre la surface métallique et le patch composite et la durabilité globale. Cependant, une température de traitement élevée peut entraîner une distorsion avec courbure de flexion. La combinaison optimale de température et de durée du cycle de traitement est importante pour réduire la distorsion.