Doctorat LMD en en Physique

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Investigation théorique des propriétés magnétocaloriques de quelques matériaux pérovskites
(University of Tlemcen, 2023-07-13) Brahimi,Asme
Les matériaux multifonctionnels se caractérisent par la possibilité d'exploiter de nombreuses propriétés. Ce travail porte sur l'étude des matériaux combinant propriétés magnétiques et propriétés thermiques, ce que l'on appelle l'effet magnétocalorique. L'effet magnétocalorique est un phénomène magnéto-thermodynamique dans lequel l'exposition d'un matériau magnétique à un champ magnétique modifie la température du matériau. L'étude a été réalisée à l'aide de différentes théories et modèles, ainsi que sur des données expérimentales. Les résultats obtenus ont permis de déterminer le comportement magnétique et l'effet thermomagnétique des composés
Calcul des Propriétés Chimico-Physiques du SrBi2B2O7 pour les Applications Optiques par la Théorie de la Densité de la Fonctionnelle
(University of Tlemcen, 2024-04-27) Boudghène Stambouli, Naouel
Pour réaliser une conversion de fréquence efficace, le cristal ultraviolet non linéaire doit présenter une forte génération de seconde harmonique et des conditions d'adaptation de phase possibles, ce qui nous a ramener à faire les calculs de premiers principes qui actuellement prédisent que le SrBi2B2O7 représente potentiellement une nouvelle classe de matériaux présentant de telles caractéristiques. Dans ce but, nous présentons dans notre thèse, une première analyse des propriétés dynamiques, de liaison, optiques linéaires et non linéaires du monocristal de SrBi2B2O7.Pour mettre en évidence ces propriétés, on a eu recours à la fois à la théorie de la fonctionnelle de la densité et à l'analyse topologique. On constate que le composé présente une large bande interdite indirecte et un motif de liaison intéressant. Cela nous permet de supposer que SrBi2B2O7 devrait avoir des seuils de dommages laser élevés et souhaités par rapport aux oxydes NLO commerciaux. En particulier, la distorsion causée par la paire solitaire stéréo chimiquement active du cation p/s (Bi3+), qui est l'un des facteurs notables responsables de l'augmentation de la distorsion octaédrique dans le composé SrBi2B2O7. Cette distorsion augmente les moments dipolaires locaux, ce qui accroît la susceptibilité électrique globale. En outre, l'indice de réfraction, le spectre d'absorption, la correspondance de phase et les propriétés de seconde harmonique ont été calculés et analysés. D'après les résultats, la composante dominante de la susceptibilité de second ordre est le d33, dont la valeur est 3.6 fois plus élevée que celle du KDP, ce qui rend SrBi2B2O7 très prometteur en tant que matériau UV NLO. De cette manière, le SrBi2B2O7 peut être utilisé pour absorber des sources de lumière inférieures à 200 nm
Modélisation et Expérimentation de la pyrolyse des résidus de l’industrie oléicole
(University of Tlemcen, 2024-04-17) Benamara, ikhlass
Aujourd'hui, l'environnement est confronté à des menaces émanant de divers secteurs industriels, notamment les déchets des industries Agroalimentaires, telles que l’industrie oléicole, engendrent d'importantes quantités de déchets dangereux, notamment les grignons d’olive. En Algérie, les huileries jouent un rôle prédominant dans la production de ces déchets, Avec une génération de presque 60280 tonnes/an de grignons d'olive par an. Ces grignons suscitent des inquiétudes majeures en raison de leur impact persistant sur la dégradation de l'environnement. Cette étude est concentrée sur la modélisation et la simulation du processus de pyrolyse des grignons d’olive en bio-carburants. Le modèle a été calibré et validé à l'aide des résultats expérimentaux rapportés de la pyrolyse rapide d'une large gamme de biomasses aux caractéristiques diverses, dont (la coque d'olive, le bois d'olivier et les noyaux d'olive). La simulation a exploré les effets de la température de pyrolyse et du temps de séjour sur les rendements en produits afin d'estimer les conditions opérationnelles optimales de la pyrolyse rapide en vue de maximiser les rendements en produits, les résultats de simulation ont été validées par l’expérimentation. Les expériences de pyrolyse ont été menées dans un environnement inerte en utilisant un réacteur discontinu, Après la réaction de pyrolyse des grignons d’olive, une fraction solide considérable « bio-charbon » est récupérée (environ 67 %) à 300°C, une fraction gazeuse moyenne (environ 58 %) est produite à une température de 600°C, le rendement optimal en bio-huile (environ 34 %) est obtenu à 500°C. Ces résultats montrent que les conditions optimales à sélectionner pour le fonctionnement des installations de pyrolyse peuvent varier en fonction des rendements en produits visés. La caractérisation de produits de pyrolyse (bio-charbon) permet de prévoir l'utilisation adéquate de bio-charbon de pyrolyse dans diverses applications industrielles. En outre, l'adsorption du bleu de méthylène et de métaux lourds par le bio charbon de pyrolyse démontre une efficacité significative en tant que méthode de dépollution. Le bio charbon, en tant que matériau adsorbant, offre des propriétés favorables pour la capture des colorants, avec une capacité élevée d'adsorption et une surface spécifique importante. En conclusion, les données issues de la présente étude montrent que les grignons d'olive peuvent être un substrat approprié pour la pyrolyse, et que l'aspect important à considérer pour atteindre des rendements élevés serait d'ajuster les conditions de fonctionnement en fonction du produit ciblé
Caractérisation de nouveaux matériaux à bases de réseaux de polymères acryliques
(University of, 2024-06-01) Benkhelifa, Ahlam
Récemment, les polymères à mémoire de forme à base de monomères acryliques ont attiré l'attention des chercheurs en raison de leurs excellentes propriétés, telles que leur haute densité, leur faible absorption d'eau et leurs bonnes caractéristiques thermomécaniques. Cette thèse se concentre sur la synthèse et la caractérisation de nouveaux réseaux de polymères à mémoire de forme (SMPs) basés sur les monomères acryliques 2-hydroxy propyl méthacrylate (2-HPMA) et n-isobornyl acrylate (n-IBoA). Dans ce contexte, une série de réseaux polymères composés de monomères acryliques a été élaborée par polymérisation radicalaire sous irradiation UV, en utilisant un réticulant difonctionnel et un photoinitiateur. Dans un premier temps, les systèmes étudiés ont été caractérisés par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), analyse thermogravimétrique (ATG), calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et analyse mécanique dynamique (DMA), afin d'étudier les effets de la composition chimique sur le comportement de la mémoire de forme. Ces résultats montrent que les propriétés thermomécaniques peuvent être contrôlées en variant la concentration de composition dans les solutions précurseurs. Dans la deuxième approche, une étude théorique basée sur la dynamique moléculaire (MD) a été réalisée à l'aide du progiciel LAMMPS. Cependant, pour expliquer la relation entre la morphologie et les propriétés thermiques des systèmes élaborés, les mesures expérimentales ont été analysées et comparées à celles obtenues par la simulation atomistique, afin de confirmer la reproductibilité des résultats. Il a été montré que le comportement thermique des systèmes élaborés peut être contrôlé en faisant varier la concentration des deux composants dans les réseaux polymères. De plus, le bon accord entre les simulations de dynamique moléculaire et les données expérimentales indique la validité du modèle choisi
Investigation de nouveaux matériaux à effet magnétocalorique de type Heusler à base de terre rare par la méthode de la DFT couplée à la méthode de Monté Carlo.
(University of Tlemcen, 2024-06-22) Koudjeti, Nabila Naima
La réfrigération magnétique est une méthode émergente de production de froid qui offre une alternative à l'utilisation traditionnelle de réfrigérants polluants. L'effet magnétocalorique implique le refroidissement ou le réchauffement de certains matériaux en réponse à un champ magnétique. À cet égard, la caractérisation des matériaux magnétocaloriques utilisés est une préoccupation majeure. Dans cette étude, nous avons utilisé différentes approches pour mieux comprendre les mécanismes qui sous tendent les propriétés magnétiques de Ir2EuSi et magnétocaloriques de Rh2SmIn Full-Heusler. Un modèle physique est proposé pour expliquer l'interaction magnétique au sein de ce matériau. En utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité, les couplages d'échange et la stabilité de la phase magnétique dans le Rh2SmIn et l'Ir2EuSi ont également été étudiés afin de comprendre et de clarifier les diverses interactions magnétiques dans ce composé. Les propriétés magnétiques et magnétocaloriques ont été examinées à l'aide d'une simulation de Monte Carlo (MCS) basée sur le modèle d'Ising. La température de transition, le changement d'entropie magnétique et le pouvoir de refroidissement relatif (RCP) ont été calculés. D'après les résultats, Rh2SmIn est un bon candidat pour les applications de réfrigération magnétique à haute température.
Dimensionnement et Optimisation d’un Parc Éolien au sud Algérien
(Univertsity of Tlemcen, 2025-05-13) Merad Boudia, El Mahdi
Notre étude porte sur le dimensionnement et l’optimisation d’un parc éolien au sud Algérien cas de Tindouf. Le manque aigu de stations météorologiques, entraîne une insuffisance dans l’évaluation des ressources en énergie éolienne. L’utilisation du logiciel QGIS, permet de convertir les atlas des vents obtenus à partir de Global Wind Atlas en données numériques, pour évaluer les divers paramètres du gisement éolien à des hauteurs différentes. La différence entre les résultats obtenus par les mesures de la station et celles estimées par cette méthode ne dépasse pas 4%. Ainsi on obtient finalement les coordonnées des trois sites les plus propices pour de futures installations éoliennes. Six éoliennes ont été employées pour dimensionner des parcs éoliens de capacité 10, 20 et 30 mégawatts. Nous avons sélectionné les aérogénérateurs les plus adaptés en fonction des critères énergétiques et économiques, afin d'obtenir un rendement énergétique optimal tout en minimisant les coûts.
Modeling of a LIBS plasma emitted by organic components under Martian conditions with the aim of search for life in Mars
(University of Tlemcen, 2025-06-21) Benbaier,Kouider
This thesis focuses on modeling Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) plasma under Martian conditions. The theoretical framework investigates the interaction of nanosecond laser pulses with a solid organic target (graphite) in a Martian-like environment, specifically involving carbon dioxide (CO2) and helium (He) gases. A three-temperature (3T) Eulerian radiation model incorporating non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) conditions is employed to capture the complex plasma dynamics during LIBS, taking into account the mixing between the expanding plasma plume and the surrounding gas. The study aims to provide a detailed understanding of laser ablation and plasma formation, with particular attention to the effects of laser irradiance and ambient gas pressure. The laser parameters used in the model replicate those of the ChemCam and SuperCam instruments. The work is limited to single-pulse excitation; post-ablation cavity effects are therefore not considered. Additionally, the thesis examines the impact of laser focusing conditions and ambient pressure ranging from 3 to 9 mbar (representative of Martian conditions) and up to 1000 mbar (Earth-like conditions) on key plasma parameters. The analysis is based on high-fidelity simulations performed using the open-source radiation-hydrodynamics code FLASH, which was used to calculate electron and ion temperatures, electron and ion number densities, and fluid velocities within the plasma.
Contribution de la Kestérite (Cu2ZnSn(S,Se)4) et de la couche de champ de surface arrière (BSF) à l’amélioration des performances des cellules photovoltaïques à couches minces CuInSe2
(University of Tlemcen, 2025-07-09) Belkacem, Izzeddine
Dans un contexte mondial marqué par une demande énergétique croissante et des préoccupations environnementales de plus en plus pressantes, les énergies renouvelables jouent un rôle central dans la transition énergétique. Parmi elles, l’énergie solaire occupe une position stratégique en raison de son abondance, de son caractère inépuisable et de son faible impact environnemental. Les cellules photovoltaïques, qui permettent de convertir directement l’énergie solaire en électricité, constituent une solution technologique incontournable pour répondre à ces enjeux. Parmi les technologies photovoltaïques, les cellules solaires à couches minces se distinguent par leurs avantages, notamment une faible consommation de matériaux, une flexibilité mécanique et un potentiel de réduction des coûts de production. Les cellules à base de CuInSe₂(CIS) figurent parmi les plus prometteuses grâce à leurs excellentes propriétés optoélectroniques, telles qu’une large bande interdite ajustable et un coefficient d’absorption élevé. Malgré ces atouts, leur développement à grande échelle est freiné par plusieurs limitations, notamment des pertes électriques dues à la recombinaison des porteurs de charge et une optimisation insuffisante de certaines couches fonctionnelles.Cette étude se concentre sur l’amélioration des performances d’une cellule solaire multicouche en utilisant le logiciel SCAPS-1D. La structure étudiée comprend les couches ZnO/ZnSe/CZTSe/CuInSe2/CZTSSe/Mo, avec CZTSe comme couche abso rbante supérieure, CuInSe2 comme couche principale, et CZTSSe comme couche de champ de surface arrière. Après avoir comparé différentes configurations, l’étude se focalise sur la structure la plus performante en analysant son spectre d’efficacité quantique externe. L’étude évalue plusieurs matériaux de fenêtre et de tampon, identifiant ZnO et ZrS2 comme les plus efficaces pour maximiser la densité de courant et l’efficacité. En optimisant les épaisseurs des couches (CZTSe, CZTSSe, CuInSe2) et en ajustant la densité d’accepteurs, les performances sont considérablement améliorées. La gestion thermique, avec une efficacité optimale à 300 K, joue un rôle crucial. Grâce à ces optimisations, la cellule atteint une efficacité de 35,38 %. Ces résultats sont comparés avec ceux de la littérature, mettant en évidence des avancées significatives dans le domaine des cellules solaires à haut rendement.
Modeling and optimization of perovskite solar cell with different HTM and ETM layers for a solar installation
(University of Tlemcen, 2025-02-26) Slami, Abdelhadi
The objectif of this thesise deals with the design and analysis of many devices Perovskite solar cells. To study the efficiency and the performances of thos solar cells, SCAPS-1D software is used in the simulation. The efficiency of MASnI3 and MAPbI3 based solar cell with various hole transport material (HTM) layers including Spiro-OMeTAD, PEDOT:Pss, and Cu2O is studied. Zinc oxide (ZnO) layer and TiO2 are proposed as electron Abstract ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- transport layers the influence of defect density, absorber layer thickness, and working temperature on the performance of the device is presented. A simple process to put voices and texts on a laser beam and transmit it remotely via a perovskite solar cell (local wireless network based on perovskite solar cell programmed with the Arduino). This process is considered a fascinating example of amplitude modulation of light using sound vibrations. Therefore, the design and simulation of the perovskite solar cell will be described in detail in this work. A study and realization of a sustainable disinfection tunnel (SDT) to reduce viruses less harmful than the corona virus that are transmitted by touch, with the use of solar energy. A study and realization of a wifi station and solar-powered smart-phone chargers with a silver multi-coin selector, which highlights the green economy, as well as the opening of workstations
Elaboration et caractérisation de matériaux à base de polyacide lactique (PLA) : Effet des traitements thermiques et de la plastification sur les propriétés mécaniques, rhéologiques et structurales
(University of Tlemcen, 2025-02-06) Benkraled, Lina
Le poly(acide lactique) (PLA) est un polymère biosourcé et biodégradable qui suscite un intérêt grandissant auprès des mondes académique et industriel dans le cadre de la substitution des plastiques conventionnels par des plastiques plus respectueux de l’environnement. Cependant, l’utilisation à grande échelle du PLA est limitée principalement par sa fragilité, sa faible stabilité thermique et sa lente cinétique de cristallisation. L’objectif de cette thèse et d’apporter des améliorations aux propriétés du PLA par plastification et recuit thermique. Dans une première partie, l’effet de la plastification sur les propriétés du PLA a été étudié, en utilisant le polyéthylène glycol (PEG) de faible masse molaire comme plastifiant. Des films constitués de mélanges PLA/PEG de différentes compositions ont été élaborés par la méthode d’évaporation de solvant. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l’analyse mécanique dynamique (DMA) et la rhéométrie dynamique ont été utilisées pour la caractérisation des films. L’incorporation du PEG au PLA a permis d’une part de diminuer sa température de transition vitreuse, sa température de cristallisation à froid, et sa viscosité complexe à l’état fondu, et d’autre part d’améliorer son aptitude à la cristallisation. Dans une deuxième partie, l’effet combiné de la plastification et du recuit sur les propriétés du PLA a été mis en évidence. Des films amorphes de PLA pur et de PLA plastifié avec 10 % en masse de PEG ont été recuits à différentes températures Ta = 80-120 °C pendant des temps ta = 1 et 24 h, puis caractérisés par DSC et DMA. Les résultats de la DSC ont montré que la structure cristalline du PLA (teneur en phases α′ et α) développée durant le recuit dépend non seulement de Ta ou de ta, mais elle est aussi influencée par l’ajout de PEG. De plus, une meilleure cristallinité a été obtenue pour les films plastifiés durant le recuit. Les résultats de la DMA ont montré que le recuit permet d’améliorer la résistance à la chaleur du PLA.
Simulation numérique de l’influence du champ réduit sur l’évolution des oxydes d’azote présents dans le mélange N2/O2/H2O/CO2 baignant dans un plasma hors équilibre
(University of Tlemcen, 2019-02-28) Djaouanii, Nedjwa
Le développement des activités industrielles et technologique qu’a connu le vingtième siècle a engendré une évolution de la consommation d’énergie de plus en plus importante. Ceci mène à une émission croissante de polluants toxiques dans l’atmosphère, dont les principaux sont les oxydes d’azote (NOx), les composés organiques volatils (COV), le dioxyde de soufre (SO2), les poussières… Dans cette thèse, nous nous proposons de simuler numériquement l’évolution de la densité des oxydes d’azote NOx présents dans le mélange gazeux N2/O2/H2O/CO2 qui est soumis à différentes valeurs du champ électrique réduit : 100 à 200 Td (1Td = 10-17 V.cm2). Nous nous intéressons tout particulièrement aux espèces NO, NO2 et NO3 qui sont les principaux composants des oxydes d’azote. La simulation s’étend de 10-9s jusqu’à 10-3s. Le modèle prend en compte trentesix espèces réagissant entre elles suivant deux cents réactions chimiques. Les résultats obtenus montrent que 60% de la densité du monoxyde d’azote est détruite par la réaction 𝑵𝑶 + 𝑶𝟒 − → 𝑵𝑶𝟑 + − 𝑶𝟐 alors que seulement 20% de la densité du dioxyde d’azote NO2 et du trioxyde d’azote NO3 est réduite respectivement par les réactions: 𝑵𝑶𝟐 + 𝑶𝟑 − → 𝑵𝑶𝟐 + − 𝑶𝟑, 𝑒𝑡 𝑵𝑶𝟑+ 𝑶𝟐 − → 𝑵𝑶𝟑 + − 𝑶𝟐.
« Elaboration et caractérisation des matériaux scintillateurs polycristallins et nano-composites à base des polymères »
(University of Tlemcen, 2024-12-18) Barka, Wissam
Le travail présenté dans cette thèse est consacré à l’étude des propriétés structurales et Spectroscopiques de la poudres d’orthosilicate de gadolinium Gd2SiO5. Ce matériau scintillateur a été co-dopé par les ions de cérium (Ce3+) et l’europium (Eu3+) à différentes concentrations de ces éléments de terres rares. Ces échantillons ont été synthétisés sous forme de poudres nanométriques par la méthode sol-gel. La confirmation de la phase Gd2SiO5 et la substitution du cérium et l’europium dans les nanoparticules synthétisées a été réalisé par la diffraction des rayons X (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB-EDX) et spectroscopie de photoluminescence (PL). D’autre côté des nanocomposites à base des polymères connus, le polystyrène (PS) et le Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) qui sont considérés comme des polymères les plus utilisés dans les nanocomposites scintillateurs chargé par la poudre Gd2SiO5 dopée par les ions d’europium (Eu3+), ont été réalisés en utilisant la méthode de mélange en solution. L’effet des nanoparticules de GSO (Ce3+, Eu3+) sur les propriétés de ces polymères choisi a été étudié en utilisant les différentes techniques mentionnées précédemment de plus, la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), la spectroscopie UV-Visible et le zetasizer nano (ZS). A partir de l'analyse des données DRX, on a observé que les paramètres cristallographiques montrent que Eu3+/Ce3+ incorporés dans le Gd2SiO5 modifient sa structure. Les résultats trouvés par MEB montrent des particules en forme de bâtonnets. Les spectres EDX confirment la présence des principaux éléments constitutifs de la structure étudiée. La PL a montré que les spectres de fluorescence de Eu3+ dans le Gd2SiO5 sont les plus dominant ainsi que l'intensité de l'émission augmente relativement avec la concentration de dopage des ions. Par ailleurs des films composites contenant des nanoparticules de scintillation de Gd2SiO5 : Eu3+ présentent une dispersion homogène dans une matrice polymère optiquement transparente. Il a été constaté que les propriétés structurales de ces matériaux composites changent en fonction du rapport de masse de chaque échantillon. La photoluminescence PL montre l'émission caractéristique de GSO : Eu3+ dans la région rouge où l'intensité varie en fonction de la composition du film.
Etude ab initio des propriétés électroniques, magnétiques et optiques des semiconducteurs ZnS et CdS dopé par les éléments magnétiques Cr et Fe
(University of Tlemcen, 2024-07-13) Tidjedit Née Ghazal, Wafa
Le ZnS et le CdS dopés aux métaux de transition (TM) ont suscité de nombreux intérêts de recherche en raison de leurs applications spintroniques potentielles. La plupart de ces études théoriques et expérimentales se sont concentrées sur leur structure de type wurtzite. Cependant, peu d’études sur leur structure de type zinc-blende sont rapportées dans la littérature, en particulier pour leurs propriétés optiques. Nous présentons ici une étude approfondie des structures électroniques, des propriétés magnétiques et optiques des semi-conducteurs ZnS et CdS dopés aux atomes de métaux de transition (TM) X (X = Cr et Fe) que nous avons réalisée par des calculs de premiers principes. GGA-PBEsol et GGA-TB-mBJ sont utilisés pour le potentiel d’échange et de corrélation. La bande interdite half-métallique magnétique, les structures de bande, les densités d’états et les propriétés optiques sont analysées en profondeur. Les données révisées correspondantes sont proposées en fonction du dernier potentiel TB-mBJ. Nous avons montré que le Cr a plus d’effet sur la bande interdite half-métallique que le Fe, quels que soient les composés à base de Zn ou de Cd. De plus, la bande interdite half-métallique diminue de CdS à ZnS, contrairement à la prédiction GGA-PBEsol. De nouvelles tendances et conclusions sont ensuite présentées, montrant l’impact de ce dernier potentiel dans l’amélioration des valeurs de plusieurs propriétés étudiées et non pas limité à la bande interdite d’énergie, comme on le sait. Avec ce potentiel, l’absorption maximale atteint sa valeur énergétique élevée. Nos résultats sont également comparés aux valeurs théoriques et expérimentales disponibles et un bon accord est obtenu. Nous espérons que notre étude révisée pourra être utile pour des applications technologiques telles que la spintronique et le photovoltaïque.
Contribution à la simulation de nouvelles structures photovoltaïques à base de silicium cristallin en couches minces épitaxié sur un substrat silicium monocristallin
(University of Tlemcen, 2024-01-11) Yesref, Djamel
Dans le domaine photovoltaïque, la recherche s'oriente sur deux axes importants : l'augmentation du rendement des cellules solaires et la réduction des coûts de fabrication. Pour réduire le coût, il est nécessaire de réduire l'épaisseur des couches actives. L’idée de base est de réaliser une couche de silicium de haute qualité structurelle et électronique de faible épaisseur (10 à 50 μm) par un procédé de croissance épitaxiale sur un substrat silicium monocristallin bas-coût. Cette structure est caractérisée par les paramètres suivants : (Epaisseur de la couche de base XB = 56 μm, le rendement η = 15,2%, la tension en circuit ouvert Vco = 623 mV et le courant de court-circuit Icc = 30 mA). La simulation a été effectuée par le logiciel PC1D, visant à trouver une nouvelle structure de cellule solaire en gardant les mêmes caractéristiques mentionnés ci-dessus (η, Icc et Vco) tout en diminuant l'épaisseur de cette cellule solaire.
Étude des Propriétés Optiques et Electriques de couches d’Oxydes Conducteurs Transparents (TCO) en vue d’Applications Spécifiques dans les Domaines Énergétique, Stockage, Biomédical et Environnemental.
(University of Tlemcen, 2024-03-09) Belaoui, Meymoun
La thèse porte sur les TCO, un domaine qui gagne en intérêt en raison de son potentiel en matière de technologie durable. La recherche a impliqué une étude détaillée de ces matériaux, en se concentrant sur leurs propriétés structurelles, électriques et optiques. Une part importante du travail a consisté à développer et à déposer des couches minces sur des substrats soigneusement choisis, le silicium poreux ayant été retenu pour sa grande surface spécifique. L'étude a abouti à un microcondensateur plat utilisant le mPSi/ Al2O3/ZnO. Le dispositif a démontré d'excellentes performances électriques, une grande durabilité, et un rendement proche de 60 %.
Morphologie et Tenue mécanique de Couches d'oxydes conducteurs (TCO) et leurs Applications
(University of Tlemcen, 2024-01-29) Debbab, Moustapha
Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur les oxydes transparents conducteurs, dont l'oxyde de zinc ZnO. Ce dernier a attiré l’attention d’un grand nombre de scientifiques et chercheurs pour ses différentes propriétés telles que structurale, morphologique, non-toxicité, stabilité physique et chimique, biocompatibilité, et ses propriétés piézoélectriques et pyroélectriques. En raison de ses propriétés exceptionnelles, le ZnO a été utilisé dans diverses applications, notamment comme diodes électroluminescentes, capteurs de gaz et super condensateurs, et cellules photovoltaïques, etc. Il existe de nombreuses méthodes d'élaborations de couches minces de ZnO, cependant dans ce travail nous avons utilisé l’électrodéposition, une méthode chimique afin d’élaborer des films minces de ZnO, Le présent travail consiste en l'élaboration et la caractérisation des couches minces de ZnO avec différentes morphologies et structures, pour cela nous avons déposé le ZnO sur trois substrats différents, un verre conducteur ITO, le silicium de type n, et le cuivre avec différent temps de dépôts (pour les couches déposées sur n-Si et Cu) et avec recuits pour celles sur n-Si. Le dépôt sur le substrat ITO a été fait afin de calculer l’énergie de gap en utilisant le spectrophotomètre UV-visible, la valeur obtenue est de 3,28 eV. L’étude structurale des couches de ZnO déposées a été faite en utilisent le diffractomètre des rayons X (DRX), qui montre une structure hexagonale avec une orientation préférentielle selon le plan (002) pour la couche déposée sur n-Si, et une structure Cubique pour la couche déposée sur Cu. Nous avons calculé différents paramètres tels que les paramètres de maille, la taille cristalline, l’espace inter-planaire, le volume de la cellule, la densité de dislocation et la microdéformation. Les structures obtenues diffèrent en fonction du substrat, du temps de dépôts et de la température de recuits. La caractérisation morphologique a été effectuée par microscopie électronique à balayage MEB. L’application de nos échantillons n-Si/ZnO sans et avec recuit à 400°C nous a donné une bonne réponse comme électrode super capacitive dans une solution électrolytique. On a utilisé la voltamètrie cyclique pour calculer la capacité spécifique de nos électrodes qui a donné une capacité de l’ordre de 218 et 185 mF/g pour les deux structures sans et avec recuit.
Effet du champ magnétique oblique sur la dynamique de l’aimantation dans les nanoparticules magnétiques
(University of Tlemcen, 2024-05-11) Madani, Malika
Le modèle Néel-Brown a été utilisé pour mener une analyse théorique de la dynamique de l'aimantation des nanoparticules superparamagnétiques dans cette thèse. Pour y parvenir, des solutions numériques ont été obtenues à l'équation de Fokker-Planck de Brown, qui explique la relaxation de l'aimantation dans les nanoparticules. Nous avons calculé la susceptibilité magnétique et le temps de relaxation pour différentes valeurs de la température, l'amplitude des champs magnétiques, nous avons discuté l'effet de l'angle azimutal. Ces équations analytiques proposées par Ouari et al sont en parfait accord avec les résultats de nos calculs numériques. De plus nous pouvons utiliser notre calcul numérique pour calculer la susceptibilité magnétique dans de larges plages de variation de la fréquence et des paramètres d'anisotropie. Les résultats obtenus peuvent être considérés comme une solution complète du problème de relaxation de l'aimantation dans les nanoparticules superparamagnétiques.
Réactualisation du gisement éolien dans le sud Algérien : « cas d'une ferme éolienne et son impact sur l'environnement »
(University of Tlemcen, 2024-02-10) Abderrahim, Asma
La présente thèse de doctorat vise à étudier l'énergie éolienne et à évaluer le potentiel éolien en fonction des mois, des saisons et des années entières dans la région sud de l'Algérie. Dans un premier temps, une évaluation approfondie du gisement éolien est réalisée en utilisant des données météorologiques horaires relatives au vent recueilli sur une période de plus de 30 ans et des techniques d'analyse avancées. L'objectif est de déterminer la vitesse moyenne du vent, la densité de puissance éolienne ainsi que les paramètres de distribution de Weibull pour différents sites de la région. Ensuite, une réactualisation de la carte des vents est entreprise, en intégrant les nouvelles données obtenues par l'évaluation du gisement éolien. Cette mise à jour permet d'avoir une représentation précise du potentiel éolien dans la région sud de l'Algérie, ce qui constitue une base essentielle pour le développement de projets éoliens. Enfin, sur la base des résultats de l'évaluation du gisement éolien et de la carte des vents actualisée, l'installation d'un parc éolien est envisagée. Les caractéristiques spécifiques de chaque site sont prises en compte pour dimensionner le parc éolien avec une puissance nominale optimale de 20 MW. Des simulations sont réalisées pour évaluer le rendement énergétique attendu du projet. Les résultats de cette thèse de doctorat fourniront des informations précieuses pour les décideurs, les investisseurs et les acteurs de l'industrie éolienne intéressés par le développement durable de l'énergie éolienne au sud de l'Algérie. De plus, ces résultats contribueront à l'expansion des connaissances dans le domaine de l'évaluation du gisement éolien et de l'installation de parcs éoliens dans des régions à fort potentiel éolien.
Simulation des Couches et Multicouches de Matériaux pour l’Amélioration du Rendement de Cellules Photovoltaïques Organiques
(University of Tlemcen, 2024-10-20) Bensenouci, Souhila
L’objectif de ce travail est la simulation numérique et l’optimisation des cellules solaires organiques (CSOs). Cette classe de matériaux photovoltaïques présentent des propriétés très importantes notamment dans leur flexibilité et la possibilité d’être réalisées avec de grandes surfaces. Ceci nous a mené à étudier les caractéristiques et les paramètres d’une cellule CSO et de donner une compréhension des phénomènes de conduction et de transport de charges. Dans le but d’améliorer les performances des CSOs, nous avons examiné les différents paramètres tel que l’effet de l’épaisseur de la couche active, les couches anodiques où cathodiques ajoutées aux interfaces, l’effet de la température, l’effet de la résistance série et le choix de la cathode et l’anode. Comme modèle de CSOs, nous avons étudié une cellule à base de PTB7:PC70BM. Les résultats réalisés nous ont permis d’étudier les différents paramètres qui affecte fortement sur les caractéristiques optiques et électriques des dispositifs.
Etude et simulation des couches minces Tampons ZnS/CdS dans les structures photovoltaïques à base de CZTS
(University of Tlemcen, 2024-09-21) Merzouk, Chams El Hayat
Cette étude comparative de simulation numérique étudie les caractéristiques électriques de deux cellules solaires à couches minces à hétérojonction basées sur le sulfure d'étain de cuivre et de zinc Kësterites. L’étude a comparé deux cellules solaires de structures différentes, Oxyde de zinc ZnO/Sulfure de cadmium CdS/Kësterites CZTS/Molybdène Mo et Oxyde de zinc ZnO/Sulfure de zinc ZnS/Kësterites CZTS/Molybdène Mo, pour déterminer laquelle est la plus efficace pour atteindre une efficacité photovoltaïque maximale. Les résultats ont montré que la cellule solaire ZnO/ZnS/CZTS/Mo est la meilleure option, surpassant la cellule solaire CdS/CZTS/Mo en termes de densité de courant de courtcircuit JCC, de tension en circuit ouvert VCO, de facteur de forme FF et d’efficacité photovoltaïque η. L'étude a également étudié l'effet du dopage et de l'épaisseur des couches de CZTS et de ZnS sur les paramètres photovoltaïques. La cellule solaire ZnS/CZTS optimisée a atteint une efficacité de 16,29 % pour des épaisseurs de couche de ZnS et CZTS de 0,02 μm et 4 μm, respectivement, et des concentrations de dopage de1018 et 1016 cm-3, respectivement. Dans l’ensemble, cette étude fournit des informations précieuses pour concevoir des cellules solaires plus efficaces et optimiser leur efficacité photovoltaïque à l’aide des matériaux Kësterites CZTS, CdS et ZnS.

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