Doctorat LMD en Génie Mécanique
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Item Combustion Study of Biofuel Derived from Waste Fish Oils in Internal Combustion Engines(University of Tlemcen, 2026-05-12) Medjahed, LamiaThe rising global energy demand, the depletion of fossil fuel reserves, and the environmental challenges associated with waste cooking oil disposal highlight the need for cleaner and more sustainable fuel alternatives. This thesis investigates the production, characterization, and en gine application of biodiesel derived from waste cooking oil, aiming to establish an efficient and environmentally responsible pathway for its utilization in existing diesel engines. Waste cooking oil was collected, stored, and pretreated following proper handling practices to ensure feedstock quality. Biodiesel was produced through an optimized transesterification pro cess in which the effects of alcohol-to-oil ratio, catalyst concentration, reaction time, and reac tion temperature were evaluated. The produced biodiesel was purified and assessed according to ASTM D6751 and EN 14214 standards to verify its physicochemical suitability as a diesel substitute. Fuel blends of B5, B10, B20, and B30 were then formulated and evaluated to en hance fuel stability and better understand the influence of biodiesel concentration on engine behaviour. Engine tests were conducted on a Deutz Z-MWM D302-1 single-cylinder, naturally aspirated, direct-injection diesel engine. Performance characteristics, fuel consumption, and pollutant emissions were examined across the different biodiesel blends. The validated experimental data were further used to develop a combustion model in CONVERGE CFD, providing numerical access to key spray and combustion characteristics such as in-cylinder pressure, temperature, heat release rate, and ignition delay. The optimized production process yielded high-quality biodiesel fully compliant with ASTM D6751 and EN 14214 specifications. Engine results showed stable operation for all blends, with a modest increase in CO emissions and a clear reduction in NOx, attributed to the intrinsic oxygenated nature of biodiesel and its lower combustion temperature. The modelling results supported and deepened the experimental findings, overcoming limitations in available meas urement techniques. Overall, this work demonstrates the viability of waste cooking oil biodiesel as a sustainable fuel and provides both experimental and computational contributions to the understanding of its combustion behaviour in diesel engines, confirming that WCO biodiesel and its blends represent an efficient, low-cost, and environmentally responsible fuel pathway with strong potential for real-world implementationItem Modélisation et optimisation des trajectoires de l’outil de coupe pour les MOCN 5 axes(University of Tlemcen, 2026-04-18) Ziani,BelkheirL’usinage CN 5 axes constitue une technologie de pointe permettant la réalisation de formes complexes avec une précision élevée grâce à la liberté de mouvement simultané sur cinq axes. Dans ce cadre, cette recherche propose une approche d’optimisation intelligente des trajectoires d’outil, visant à améliorer la qualité d’usinage, la continuité des trajectoires et la réduction des temps de cycle. Une méthode hybride d’interpolation a été développée, combinant les techniques spline cubique, Lagrange et PCHIP afin d’assurer une meilleure fluidité et précision des trajectoires. Parallèlement, un algorithme d’optimisation adaptatif a été conçu pour ajuster automatiquement les paramètres d’interpolation et minimiser l’erreur quadratique moyenne. Les simulations réalisées sous MATLAB, ainsi que les tests sur des trajectoires réelles générées en G-code, démontrent une amélioration significative des performances d’usinage, notamment lorsqu’il est couplé à un algorithme génétique. Enfin, le système intègre des agents d’intelligence artificielle (basés sur GPT-4, Mistral, et Gemini) pour l’analyse, la validation et la génération automatisée de trajectoires, inscrivant ce travail dans la dynamique de l’Industrie 4.0.Item Etude du comportement en fatigue des joints soudés sur les aciers pour pipeline API 5L(University of Tlemcen, 2026-04-23) Benhamel, AbdelhamidCette thèse s’intéresse au comportement mécanique et à la tenue en fatigue des soudures réalisées sur les pipelines en acier API 5L X42. L’objectif principal est d’évaluer la capacité de ces soudures à supporter les sollicitations rencontrées en service et d’identifier les paramètres qui influencent l’initiation puis la propagation des fissures. Trois volets ont été étudiés : les essais de traction, les essais de fatigue et la modélisation numérique sous Abaqus. Dans un premier temps, des essais de traction ont été menés sur des éprouvettes prélevées dans deux tronçons de pipe l’un soudé et l’autre non soudé découpés perpendiculairement au joint. Les zones étudiées incluaient le métal de base, le métal d’apport et la zone affectée thermiquement. Ces essais ont permis de caractériser les propriétés mécaniques locales, de mettre en évidence l’influence du cycle thermique de soudage sur le comportement du matériau et de repérer les zones les plus vulnérables à une perte de performance. Le second volet a porté sur des essais de fatigue effectués sous différentes amplitudes de chargement afin de reproduire, de manière réaliste, les conditions de fonctionnement des pipelines. Enfin, une simulation numérique a été réalisée à l’aide d’Abaqus pour reproduire la réponse en traction des joints soudés. Ce modèle numérique a contribué à identifier les zones sensibles, à estimer la durée de vie des soudures et à conforter les observations issues de l’expérimentation. Les résultats obtenus démontrent que la combinaison d’essais mécaniques et de modélisation numérique constitue une approche pertinente pour évaluer la fiabilité des soudures dans les pipelines en acier API 5L et pour proposer des pistes d’amélioration des procédés de soudage.Item Development and thermodynamic characterization of new materials for thermal storage by latent heat(University of Tlemcen, 2026-04-23) Mahmoudi, DjahidaThe need for efficient thermal energy storage materials has escalated with the adoption of sustainable energy systems. Paraffin wax is one of the most widely used phase change materials because of its high latent heat storage capacity, stability, and cost-effectiveness. However, its low thermal conductivity of approximately 0.2 W/m•K and possibility of phase separation hinder its thermal efficiency, despite improvements by nanofilers and carbon additives. A new approach for enhancement, which can be sustained in an efficient manner using Algerian slack wax, an underutilized petroleum derivative with immense potential, shall be proposed in this research work. PCMs with a combination of 6, 10, 15, and 20 wt% slack wax were studied by using a T-history test. The performance analysis reveals a collective advancement in different properties of PCMs, which is not a common phenomenon in PCM enhancement studies, where trade-off is considered. The combination with 20% slack wax proved to be most effective with a maximum increase of 35.65% in latent heat capacity from 106.93 kJ/kg to 145.06 kJ/kg, 30.48% in specific heat capacity from 3.51 kJ/kg•K to 4.58 kJ/kg•K, and a 33% boost in solid-phase thermal conductivity from 0.18 W/m•K to 0.24 W/m•K. Moreover, solidification time reduced by 25% from 165 s to 120 s and melting time reduced by 20% from 125 s to 100 s, respectively. The observed modifications in PCMs can be attributed to intermolecular interaction among paraffin and slack wax, which leads to an improper crystallization pattern with good transport properties. Use of an industrious waste in this manner can prove beneficial for cost-effective production of a higher-performance PC McA in an economical manner with sound eco-green concepts in the energy department in Algeria.Item Caractérisation thermo-hydraulique d’un échangeur de chaleur muni de rubans torsadés perforés.(University of Tlemcen, 2026-02-15) Bouregueba, AmelL'amélioration du transfert thermique est essentielle pour accroître l'efficacité énergétique et réduire les coûts d'exploitation des systèmes thermiques. Cette étude est motivée par la nécessité de développer des échangeurs de chaleur compacts et rentables grâce à l'utilisation de techniques d'amélioration passive. Les inserts en ruban torsadé ont notamment suscité un intérêt considérable en raison de leur capacité à intensifier le mélange des fluides et à perturber les couches limites thermiques. L'objectif de cette étude est d'étudier numériquement les performances thermiques et hydrauliques d'un tuyau circulaire équipé de trois types d'inserts : ruban torsadé simple (RT), ruban torsadé perforé circulaire (RTPC) et ruban torsadé perforé hexagonal (RTPH). À l'aide d'ANSYS Fluent et de la méthode des volumes finis, des simulations ont été réalisées sous un flux thermique constant pour des nombres de Reynolds compris entre 5 000 et 20 000. Les résultats montrent que toutes les configurations de ruban torsadé améliorent considérablement le transfert de chaleur par rapport à un tube lisse, avec des augmentations du nombre de Nusselt pouvant atteindre 62,37 % pour le RT, 65,85 % pour le RTPC et 76,27 % pour le RTPH. Ces améliorations s'accompagnent d'une augmentation des coefficients de frottement de 150,68 %, 154,31 % et 176,05 %, respectivement. Le critère d'évaluation des performances (PEC) le plus élevé, soit 1,25, a été atteint par le RTPC, ce qui indique son équilibre thermohydraulique optimal. Les résultats de cette étude sont pertinents pour la conception et l'optimisation des échangeurs de chaleur dans diverses applications industrielles, notamment les systèmes solaires thermiques, le traitement chimique et les systèmes CVC.Item Optimal Design of Disaster-proof Critical Infrastructure in the Electricity System; A case study of Accra, Ghana(University of Tlemcen, 2026-02) Paul, NduhuuraWorldwide there are ongoing concerted efforts to expand access to electricity especially in developing countries, with electricity being touted as an important enabler for socioeconomic transformation. Most of the electrification initiatives are geared towards increasing the number of communities or households connected to the grid. However, in many developing countries including in Africa, those who already have an electricity connection often experience electricity outages with consequences for sustainable development. The frequent outages imply weaknesses in the design and operation of the electricity system – a critical infrastructure. This research investigates the extent to which failures in the electricity system cause power outage occurrences in Accra Ghana, the resultant impacts of power outages on households and the predominant coping measures used by households when faced with outages. Moreover, existing literature shows that the distribution of power outages in communities may be influenced by socioeconomic and political factors. Often, it is those who are already socioeconomically disadvantaged who will face more outages and suffer greater impacts due to lack of sufficient coping capacities. This study uses various datasets (2015 outage statistics, census data and survey data), spatial and non-spatial statistical methods and tools to measure the degree of exposure to outages in different Accra communities, identify common outage impacts and response options in households and their drivers. The results show that, in 2015, Accra communities experienced widespread outages which varied significantly across the communities. The distribution of outages was found to be more influenced by demographic factors (household density and presence of large proportions of minorities) and less predicted by economic factors (wealth). Common outage impacts identified include safety/security issues, economic impacts and disrupted access to social services. Being of a low socioeconomic status, characterized by low education level, low income, and informal employment was associated with less likelihood to report being impacted by outages. Having a high exposure to outages, both in terms of frequency and duration, was generally associated with a high likelihood to report household-level impacts of outages. Other household characteristics, such as living in a large family, seem to diminish the possibility of reporting one kind of outage impact while increasing the likelihood of reporting another kind of outage impact. The study also found that selection of outage coping options in households are generally influenced by the household’s electricity needs/uses. It also supports the general assumption that household economic characteristics impact greatly on selection of coping choices. Availability of some v natural resources also provides potential coping options that households can utilize during outages. The research results provide vital information which can be used to influence decisions and policies towards all-inclusive and sustainable electrification in Ghana and beyond.Item Numerical and experimental analysis of the thermo-energetic performance of ventilation in a solar drying chamber(Universityof Tlemcen, 2025-01-07) Kherrafi, Mohammed AbdelbassitThe rising demand for energy, coupled with environmental concerns and the depletion of fossil fuels, has heightened the need for renewable energy solutions. Solar energy, characterized by its abundance and sustainability, plays a critical role in addressing these challenges. Among its many applications, solar drying has emerged as an efficient and eco-friendly method for preserving agricultural and food products. By leveraging solar energy, drying technologies reduce dependency on conventional energy sources while improving product quality and reducing waste. This thesis investigates the optimization of solar drying systems, focusing on the drying chamber's ventilation and the enhancement of solar collectors. A combination of experimental and numerical analyses was conducted to evaluate the impact of design modifications and material choices on drying performance. Experimental setups at the Applied Research Unit for Renewable Energies in Ghardaia explored various configurations, including the integration of obstacles, ribs, and inserts in both direct and indirect solar dryers. Numerical simulations using ANSYS Fluent provided insights into airflow patterns and heat transfer dynamics, validating experimental findings and guiding design improvements. The results demonstrate that integrating obstacles and other structural enhancements significantly improves heat transfer, airflow distribution, and drying efficiency, reducing drying time and energy consumption. Additionally, the study emphasizes the importance of sustainable materials and advanced monitoring systems to optimize operational parameters and minimize environmental impact. This work contributes to bridging gaps in solar drying research by focusing on internal chamber enhancements and integrating advanced design features. The findings support the development of cost-effective and environmentally friendly solar drying systems, offering practical solutions for food preservation and energy efficiency in agricultural and industrial applications.Item Vibration behavior of a smart rotating nanoshaft(University of Tlemcen, 2025-01-20) Merwan, BeharThis thesis introduces a novel mathematical formulation to investigate the vibration behavior of rotating smart nanoshafts. The model integrates Euler-Bernoulli beam theory with the nonlocal strain gradient theory and Maxwell's electrostatic equations. The smart nanoshaft structure is composed of a single-walled boron nitride nanotube (SWBNNT), chosen for its exceptional piezoelectric and magnetic properties, which make it highly suitable for rotating components in nanoelectromechanical systems (NEMS). The electro-mechanical equations of motion are derived using Hamilton's principle and solved semi-analytically through Galerkin-based closed-form solutions. Forthermore, the effects of rotating speed, mode number, external voltage, temperature change, geometrical parameters, material length scale, and nonlocal parameters on natural frequencies and critical speed are investigated. This work represents the first comprehensive analysis of these factors under various boundary conditions for rotating smart nanoshafts, offering valuable insights into their vibrational dynamics. The results are contextualized within the existing literature, demonstrating the accuracy and efficiency of the proposed model. This establishes the formulation as a robust numerical tool for analyzing the behavior of rotating nanoscale structures.Item Etude et analyse des ruptures des soudures par points des peels joints(University of Tlemcen, 2025-04-29) Benchadli, IsmailCette recherche vise à analyser l'influence des paramètres de soudage par résistance par points (RSW) sur les propriétés mécaniques et structurelles des assemblages d'acier inoxydable austénitique AISI 316L d'épaisseur 1,5 mm. L'étude évalue spécifiquement la corrélation entre les variables du procédé - courant électrique, pression des électrodes et durée des cycles - et la résistance au cisaillement en traction des joints. Une attention particulière est portée à la caractérisation de la géométrie du noyau de soudure, notamment le diamètre d'indentation et la profondeur de pénétration, dans des configurations de joints à recouvrement et de type Peel. Cette analyse approfondie permettra d'établir les paramètres optimaux de soudage par points pour ce matériau et de déterminer le facteur d'intensité de contraintes critique (FICC), données essentielles pour garantir l'intégrité structurelle des assemblages dans des applications industrielles exigeantes.Item Dynamic of non-uniform rotors made of axially functionally graded materials(University of Tlemcen, 2025-10-09) Saim,AhmedCette étude présente une analyse numérique du comportement de tourbillonnement d’un arbre creux non uniforme en rotation, constitué de matériaux à gradient fonctionnel axial (FGM). The material properties vary continuously along the axial direction according to a power-law distribution. Using Timoshenko beam theory, the shaft is modeled with the pversion of the finite element method (FEM), while Lagrange’s formalism is applied to derive the differential equations governing the motion of the rotating system. The proposed model is used to analyze the system’s whirl frequencies, critical spinning speeds, and the influence of key parameters on the behavior and stability of dimensionless natural frequencies. These parameters include the slenderness ratio, material composition, radius variation, variable rotating speed, and power-law index, evaluated under various boundary conditions (B.C.). The effects of these factors performance of spinning hollow non-uniform shaft are understood. The validity of the proposed model is confirmed through comprehensive comparisons of numerical and analytical results with existing data in the literature. This work paves the way for innovative industrial applications in advanced rotating structures.Item IMPACT DE LA PRESENCE DES NANO FLUIDES DANS UN ECHANGEUR DE CHALEUR A FAISCEAU ET CALANDRE -ETUDE NUMERIQUE(University of Tlemcen, 2025-11-02) Guendouz,BouhelalCette étude explore la performance thermique d'un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire et calandre en optimisant son efficacité grâce à l'utilisation d'un nanofluide Cu-eau circulant côté calandre. Une approche expérimentale et numérique a été adoptée pour analyser et comparer l'influence de différentes concentrations volumiques de nanofluide (2% - 6%) et de divers débits côté froid (0,047 - 4 l/min). L'analyse expérimentale s'est d'abord concentrée sur le transfert de chaleur entre deux fluides de même nature afin d'établir une référence de comparaison. Des simulations numériques ont ensuite été réalisées pour étudier l'impact du nanofluide sur la performance de l'échangeur. Les résultats ont montré qu'à une concentration de 6 %, le transfert de chaleur est significativement amélioré, avec une augmentation de l'écart de température atteignant 6,86 °C sur la calandre et 3,9 °C dans les tubes, un gain d'efficacité thermique de 11,33 % et un coefficient global de transfert de chaleur pouvant atteindre 8 516,87 W pour un débit de 4 l/min, comparativement à des essais réalisés uniquement avec de l'eau. Les simulations numériques indiquent que les nanofluides MWCNT/eau et TiO₂/eau améliorent l'efficacité thermique par rapport au Cu/eau, les gains les plus élevés étant obtenus avec le MWCNT. Pour une concentration de 6%, l'efficacité augmente de 3,3% à 5,0% pour le MWCNT, contre seulement 0,9% à 2,0% pour le TiO₂Item Design and Optimization Study of Shell Structures Made of Advanced Materials Under Different Types of Loadings(University of Tlemcen, 2025-01-23) Zeddoune,LakhdarThe ongoing advancement in technology leads to increasingly intricate projects, which are more computationally expensive. Shell geometries present additional complexities, including varying curvature and thickness, which can render the formulation and implementation of shell elements more challenging than simpler beam and plate elements. Moreover, they often demand higher computational resources and more sophisticated numerical techniques to accurately capture their behavior, resulting in increased computational cost and complexity. Additionally, the development and validation of shell elements entail extensive experimental and numerical testing, potentially limiting the availability of accurate and reliable formulations compared to beam and plate elements. Lastly, the application of shell elements is typically more specialized and specific to certain industries or engineering disciplines, leading to a narrower research focus compared to the broader applicability of beam and plate elements across various fields. In recent years, the p-version of the finite element method has gained prominence due to its higher accuracy and faster convergence rates compared to traditional methods, requiring fewer degrees of freedom for accurate results. It provides better representation of complex geometries, increased flexibility in mesh adaptation, and reduced spurious oscillations in solutions, making it a valuable tool for engineering simulations. By leveraging the thick shell theory, the p-version of the finite element method is combined with the third-order shear deformation theory (TSDT) to develop a new type of p-version shell element. A computer code based on this element type has been developed, tested, and successfully validated. The code’s performance and robustness were assessed through the analysis of a wide range of shell structures exhibiting free vibration, bending, and thermal buckling behavior, isotropic and bidirectional functionally graded materials, and arbitrary geometrical shapes. The mathematical formulation, code structure, as well as results, are presented in the following sections.Item Étude sur la Corrosion et la détection CND des défaillances par ultrasons dans les aciers API 5L X60 - Cas des ouvrages de pipelines d’hydrocarbures – ligne GZ1 40(University of Tlemcen, 2024-11-30) Benkhedda, FatimaLes aciers des pipelines sont sujets à des défaillances dues à la corrosion, ce qui pose des problèmes pour la fiabilité du transport par pipeline et pour l'environnement. Dans un premier temps, la thèse se focalise sur le comportement en corrosion des aciers API 5L X60 par les sols du gazoduc GZ1 en employant des méthodes électrochimiques et une solution de sol artificiel. Les échantillons ont été obtenus par coupons découpés dans des tubes corrodés obtenus lors des opérations de maintenance. La deuxième étape est la détection des défauts de surface à l'aide des techniques ultrasons TOFD et C-Scan. Il a été montré par les résultats potentiodynamiques que l'acier est susceptible de se corroder par le sol lorsque la protection est défaillante accentuée par les sols à faible résistivité et le pH, la composition chimique, la teneur en eau, les contraintes mécaniques, etc. Les caractéristiques mécaniques diminuent en fonction de la durée d'immersion. Cette réduction est principalement due à l'effet de corrosion et à la durée d'immersion qui est à l'origine d'une dégradation directe des caractéristiques mécaniques de l'acier. La détection de surface des défauts par méthode ultrasonique sans contact TOFD et par immersion ultrasonore C-Scan a montré que l'onde ultrasonore diffractée se produisant aux bords des défauts n'apparaît pas en l'absence de défauts. Le signal reste stable à tout moment de 0 à 138,2μs à une amplitude maximale de 50 dB. L'image ultrasonique C-scan présente une réflexion unique qui ne change pas même lorsque les curseurs d'amplitude varient. En cas de défauts sous forme de piqûres de corrosion et de défauts de soudure, l'onde ultrasonore diffractée se produit sur les bords de l'acier défectueux. Les défauts de soudure sont confinés au centre de la plaque. L'image ultrasonique montre une distribution résultant de différentes variations d'amplitude et de différentes impédances acoustiques. La vitesse de propagation transversale des ondes ultrasonores est modifiée, montrant une augmentation due à la présence de ces défauts. L'application de la détection par ultrasons des défauts de surface, leur nature, leur localisation et leur taille est étendue à l'expertise en ligne en utilisant l’outil ultrasonique intelligent afin de définir une stratégie de maintenance.Item Dynamics of Rotors Made by Porous Materials (Dynamique des rotors en matériaux poreux)(University of Tlemcen, 2025-10-04) Mezrag,AhmedThis thesis presents a comprehensive investigation into the dynamic vibration behavior of rotating shafts fabricated from advanced porous materials, including Porous Functionally Graded Materials (PFGM) and Functionally Graded Porous (FGP) structures. The primary objective is to develop a robust computational framework to accurately predict how engineered porosity influences critical rotor characteristics such as natural frequencies, mode shapes, and critical speeds. The methodology is founded on a modified Timoshenko Beam Theory (TBT), which accounts for shear deformation and rotary inertia, implemented within a hierarchical p-version Finite Element Method (p-FEM) to ensure high accuracy and convergence. Extensive parametric studies were conducted to analyze the effects of material gradation, porosity distribution models (even, uneven, symmetric, and non-symmetric), geometric parameters, and boundary conditions. Key findings reveal that while increasing porosity generally reduces stiffness and lowers natural frequencies, its effect is highly dependent on the spatial distribution. Notably, symmetric porosity distributions in FGP shafts can enhance dynamic performance by optimizing the stiffness-to-mass ratio, leading to an increase in critical speed. Conversely, non-symmetric and uneven distributions can introduce complex, non-monotonic behaviors and degrade stability, particularly when interacting with bearing stiffness and disk mass. The results underscore that porosity can be a deliberate design feature for creating lightweight, high-performance rotors, but its architecture must be precisely controlled. This research contributes valuable design guidelines for engineering advanced rotor systems with tailored dynamic properties, which is significant for applications in the aerospace, automotive, and energy industries where operational reliability is critical.Item Contribution à l’étude des phénomènes de transfert de masse et d’énergie dans un catalyseur poreux appliqué aux systèmes de propulsion(University of Tlemcen, 2025-01-18) Benzenine, FadélaCette thèse présente une étude sur le système de propulseur à monergol, qui est l'un des types de système de propulsion les plus utilisés dans l'industrie spatiale, en particulier dans applications satellitaires telles que le maintien en orbite, le transfert d'orbite et la correction d'orbite, ainsi que dans les lanceurs spatiaux. Ce système utilise un seul type de propergol qui réagit dans un lit catalytique composé de milieux poreux pour générer une poussée sous forme de gaz chauds. L'objectif de cette étude est d'optimiser la conception et la simulation de la dynamique des fluides numérique (CFD) d'un propulseur à monergol utilisant du peroxyde d'hydrogène (H2O2) comme propergol vert avec une concentration de 87,5 %, avec un lit catalytique basé sur des particules d'argent sphériques comme milieu poreux pour la décomposition du propergol H2O2. Grâce à une analyse paramétrique du diamètre des particules, nous visons à optimiser la conception de deux propulseurs à monergol capables de générer une poussée de 10 et 20 N. La première étape de cette étude consiste à la conception d'un propulseur à monergol au peroxyde d'hydrogène. La méthodologie est basée sur une combinaison d'étapes analytiques, allant de la thermochimie aux performances théoriques du propulseur, et à la conception préliminaire du propulseur. La conception a été réalisée à l'aide de Chemical Equilibrium with Applications (CEA), un logiciel développé par la NASA pour les applications thermochimiques, et le programme Matlab a été utilisé pour cette phase du processus. La deuxième étape consiste en une simulation numérique, qui a été réalisée à l'aide du logiciel de Dynamique des Fluides Computationnelle (CFD) dans ANSYS Fluent afin de simuler l'écoulement du peroxyde d'hydrogène à travers le propulseur. Ces études contribuent à la reconnaissance et à l'analyse du système de propulsion verte, ainsi qu’à la détermination d’un lit catalytique optimal pour obtenir une efficacité élevée et démontrer le potentiel d'une telle approche pour les futurs satellites et autres applications spatiales.Item Optimisation des paramètres de soudage par points et leurs effets sur le comportement mécanique(University of Tlemcen, 2024-07-01) Ramdani, MohammedDans le secteur industriel le soudage par résistance par point joue un rôle très important dans l’assemblage des matériaux qui utilise les effets conjugués d’une pression mécanique et d’un courant électrique traversant les pièces. Ce procédé présente une large utilisation dans le soudage des tôles minces et spécialement les tôles en acier inoxydables austénitiques 304L. Les principaux paramètres de soudage par résistance par point sont : le courant de soudage, temps de soudage et la force d’électrode. La longueur de recouvrement des pièces assemblées est considérée comme paramètres dimensionnelle tenir en compte. La gamme du courant de soudage sélectionnée varie de 10 kA à 16 kA. Le temps de soudage varie de 11 à 13 cycles et la force d’électrode varie de 6 à 8 bars. Trois longueurs de recouvrement des tôles à assembler sont considérées 20 mm, 25 mm et 30 mm. Afin d’étudier la résistance à la rupture des assemblages soudés par points, un plan expérimental factoriel est appliqué selon les paramètres de soudage sélectionnés. Les effets des paramètres de soudage sont investigués à travers l’évaluation de la force de cisaillement maximale par traction et la détermination du diamètre et la profondeur d’indentation. L’augmentation du courant de soudage a montré une augmentation significative de la force de cisaillement maximale par traction et la taille extérieur du point de soudure comparativement par rapport aux autres paramètres de soudage. Une modélisation des paramètres de soudage par des modèles mathématiques est établit afin d’exprimer la relation entre les paramètres du soudage (courant de soudage I, temps de soudage T et la force d’électrode F et A longueur de recouvrement) et la charge maximale de cisaillement par traction. L’analyse de variance "ANOVA" est appliquée afin de déterminer les effets des paramètres de soudage et l’interaction entre eux. Des modèles mathématiques liant les paramètres de soudage pour chaque longueur de recouvrement fixe est établit ainsi qu’un modèle intégrant la longueur de recouvrement comme paramètre d’effet.Item Analyse d'une conduite sous pression d'un fluide interne par la méthode des éléments finis hiérarchiques(University of Tlemcen, 2023-09-17) Fakiri, HichamNous étudions l'influence de l’interaction d’un fluide sous pression dans une conduite par la méthode des éléments finis hiérarchiques. L’écoulement est de nature laminaire et incompressible. Les lois de comportement du solide sont déterminées à l’aide de la loi de Hooke généralisée, et celles du fluide par l’équation de Navier-Stockes. L’étude sous forme macrostructure de l’interface entre le solide et le fluide est réalisée par la méthode de pénalité. Les équations du mouvement de système fluide structure sont déterminées par le principe de Hamilton. Un programme pour le calcul des fréquences propres du système fluide structure est développé sous Matlab. Après validation du programme, des études paramétriques sont réalisées pour la détermination de l’influences des différents paramètres géométriques tels que: les rapports rayon/longueur, rayon/épaisseur, différentes conditions aux limites, ainsi que l’influences des différents paramètres mécaniques, tels que le module d’élasticité, le rapport des masses volumiques, etc...Item IMPROVING THE THERMO-ENERGETIC PERFORMANCES OF A SOLAR CHIMNEY THROUGH EXPERIMENTAL AND NUMERICAL METHODS(University of Tlemcen, 2023-10-14) Belhadj, OmarL'utilisation d'une cheminée solaire pour la ventilation a un impact environnemental et économique très important. Ce travail montre l'effet du rapport hauteur/longueur de la base sur l'efficacité d'une cheminée solaire en forme de prisme trapézoïdal. L'idée est de donner plus de flexibilité à la conception architecturale des bâtiments et d'offrir la possibilité de combinaison avec d'autres systèmes passifs ou actifs. Trois formes différentes (hauteur sur la longueur de base h/l=1, h/l=1,5 et h/l=2) ont été expérimentalement étudiées. Deux corrélations pour prédire le débit et l'efficacité de la cheminée solaire ont été développées et testées ; un bon accord avec les résultats expérimentaux est prouvé. Les résultats montrent que l'efficacité moyenne optimale est donnée là où h/l = 1,65. Afin d'améliorer le taux de ventilation, une nouvelle géométrie d'échappement de la cheminée solaire est également proposée pour obtenir numériquement le bénéfice de l'effet de vent après la validation de l'outil CFD avec les résultats expérimentaux. Une approche utilisant le logiciel RETScreen4 a montré qu'une cheminée solaire de 1m² installée dans des conditions favorables peut couvrir 37m² de surface habitable en termes de ventilation. Pour une maison de 120m², le système de cheminée solaire permet d'économiser l'équivalent de 23,9 litres d'essence par an.Item Experimental analysis of the improvement of thermal storage by latent heat using metallic additives(University of Tlemcen, 2023-09-23) Missoum, KhawlaLe stockage d'énergie thermique par chaleur latente est une technologie de gestion de l'énergie innovante et prometteuse. Il s'agit de l'un des nouveaux domaines de recherche, car il apporte une solution aux problèmes liés à l'écart entre l'énergie fournie et l'énergie requise. La paraffine est un matériau à changement de phase couramment utilisé dans les applications de stockage d'énergie thermique dont le principal inconvénient est sa faible conductivité thermique. Cependant, l'utilisation des additifs métalliques pour améliorer la conductivité thermique effective du matériau à changement de phase peut entraîner une diminution de la capacité thermique effective et de l'énergie thermique stockée. La première partie de l'étude expérimentale consiste à analyser l'effet de la nature des additifs métalliques (Zamak, aluminium et cuivre) sur la fusion du matériau à changement de phase. Une cavité thermique en verre chauffée d'un seul côté est réalisée pour visualiser la progression du processus de fusion. L'originalité de l'étude est d'essayer de prévoir le meilleur duo qui respecte à la fois l'amélioration de la conductivité thermique et l'énergie stockée. Les expériences montrent que l'ajout de plaques d'aluminium perforées dans la paraffine accélère le processus de fusion d'environ 19% et augmente l'énergie stockée de 5,18%. La deuxième partie de l'étude expérimentale analyse l'effet de la concentration volumique d'aluminium sur la fusion de la paraffine dans une cavité thermique rectangulaire chauffée des deux côtés et parfaitement isolée. Les positions des interfaces solide-liquide et l'évolution de la température du PCM ont été notées et utilisées pour déterminer les fractions liquides et le comportement du transfert de chaleur. Les résultats obtenus montrent que l'ajout d'une concentration d'aluminium de 1,2, 2,4 et 4,8 % améliore la conductivité thermique de la paraffine de 30, 50 et 155 % et diminue le coefficient de convection thermique de 17,25 et 50 %. L'augmentation des plaques d'aluminium réduit la création de pores d'air pendant la solidification et la contraction du volume de la paraffine pendant les expériences.Item Valorization of Sig diatomite for thermal insulation in buildings(University of Tlemcen, 2024-06-09) Hachemi, HoussemLes matériaux à changement de phase (PCM) combinés avec des matériaux hygroscopiques sont considérés comme une solution appropriée pour améliorer l'environnement intérieur de l'enveloppe du bâtiment dans le domaine de la construction, en fournissant une technique de stockage de chaleur ou de froid pendant les variations environnementales. Dans cette thèse, un matériau de contrôle de l'humidité à changement de phase (PCHCM) dérivé de diatomite extraite de la mine de Sig située au nord-ouest de l'Algérie a été utilisé comme revêtement final dans les bâtiments afin d'analyser ses performances expérimentalement à l'aide d'une chambre thermique dédiée. L'expérience a consisté à exposer trois murs en briques creuses réfractaires avec différents revêtements isolants (mortier, diatomite algérienne, et PCHCM) à des températures et humidités spécifiques. Lorsqu'un mur était placé dans la chambre thermique, celle-ci était divisée en deux compartiments : dans le premier, la température et l'humidité étaient contrôlées par une unité de contrôle ZL-7918A ; dans le second, une caméra infrarouge TESTO890 mesurait les fluctuations de température et d'humidité à la surface du mur, tandis que l'unité de contrôle ZL-7918A mesurait ces fluctuations dans le compartiment toutes les 30 minutes selon les conditions d'exploitation expérimentales. Après l'expérience, deux ensembles de résultats expérimentaux ont été distingués en fonction des conditions d'exploitation : le PCHCM a montré une meilleure performance à une température constante égale ou supérieure au point de fusion du PCM, tandis que la diatomite seule a donné des résultats plus significatifs à une température inférieure au point de fusion du PCM. Une étude approfondie a été menée pour évaluer les performances des matériaux de stockage de chaleur à changement de phase composite efficace (PCHCM) dans les applications d'isolation thermique. En plus de l'analyse expérimentale, une analyse numérique a été utilisée pour illustrer les résultats avec plus de précision, montrant une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et l'analyse numérique, soulignant la précision des méthodes utilisées et la validité des conclusions en découlant. Une attention particulière a été portée à l'impact de la qualité des matériaux PCHCM sur leurs performances dans les applications d'isolation thermique, en analysant deux types de PCHCM : le premier contenant un PCM avec un point de fusion à 28°C, et le second composé de deux PCMs avec des points de fusion différents (28°C et 22°C). Les résultats ont montré que l'utilisation du second type de PCHCM améliore davantage les températures et l'humidité sur la face intérieure du mur comparativement au premier type, indiquant les avantages supplémentaires de l'utilisation de compositions PCM multiples dans les applications d'isolation thermique, pouvant ainsi contribuer à améliorer l'efficacité énergétique et le confort environnemental des bâtiments et structures divers.