Théses de Doctorat
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Item Utilisation de détecteurs à semi-conducteurs pour l’étude de la désintégration bêta des isotopes 79Zn et 80Zn(2024-07-14) Sekal; SmainCette thèse se concentre sur l'étude de la désintégration ? des noyaux 79Zn et 80Zn, produits à l'installation ISOLDE du CERN. Ces systèmes nucléaires relativement simples, avec quelques protons et trous de neutrons en dehors du noyau doublement magique 78Ni, peuvent être traités dans le cadre du modèle en couches. L'objectif principal est d'améliorer les schémas de niveaux existants et d'extraire les demi-vies des états excités de ces noyaux en utilisant la technique de synchronisation électronique "fast timing". Nous avons examiné la structure du noyau 80Ge (N = 48, Z = 32) produit par désintégration ? de l'état 3? du 80Ga. Une étude antérieure a suggéré la présence d'un état déformé 02+ à 639(1) keV dans le 80Ge. Nous avons utilisé des mesures de coïncidence ?? dans le cadre de la spectroscopie ? et des calculs de modèle en couches pour étudier la position de cet état. Bien que certaines transitions ? aient été observées en coïncidence avec les niveaux connus, aucune transition de connexion avec l'état proposé n'a été établie. Les calculs basés sur le modèle en couches n'ont pas pu reproduire de manière satisfaisante cet état à basse énergie. Dans le noyau 79Ga, plusieurs nouvelles transitions et niveaux ont été identifiés. Une mesure de demi-vies a été réalisée, révélant un état excité à 2561 keV de longue durée de vie attribué à un spin 9/2+. Dans le noyau 79Ge, des mesures précises des demi-vies des états de basse énergie ont été réalisées, confirmant les limites supérieures précédemment établies pour le niveau à 465 keV, où une demi-vie de 60(10) ps a été mesurée. De plus, une demi-vie longue de 240(20) ps a été mesurée pour le niveau d'énergie de 607 keV, suggérant une réduction de la collectivité pour cet état en raison de la faible probabilité de transition réduite B(E2) par rapport aux noyaux voisins. Dans le noyau 79As, de nouvelles transitions et niveaux ont été observés, mais certaines attributions de spin et de parité demeurent incertaines. Des mesures de demi-vie ont été effectuées pour les niveaux à 100, 110 et 231 keV. Une demi-vie de 680(30) ps a été déterminée pour le niveau à 100 keV, confirmant ainsi son statut particulier à basse énergie. Cette transition est de type M1 et l'assignation de spin pour cet état est de 1/2-. Les mesures expérimentales ont révélé des demi-vies de 145(15) ps et 210(24) ps pour les niveaux d'énergie de 110 et 231 keV respectivement. Les probabilités de transition réduites suggèrent que ces transitions sont de type M1 retardées.Item Mesure des sections efficaces d’émission X induite par des photons et applications(2024-03-07) Taibouni; NabilaLa technique de fluorescence X dispersive en énergie (ED-XRF) a été utilisée dans ce travail ; pour mesurer les sections efficaces d'émission X induite par des photons pour les raies Ka et Kß, ainsi que les rendements de fluorescence de la couche K pour des cibles métalliques pures de numéros atomiques 22?Z?49. Ces métaux ont été irradiés au laboratoire de fluorescence X du CRNA avec une source radioactive annulaire 241Am, d’énergie d'excitation 59,54 KeV. Les rayons X caractéristiques émis par les cibles ont été récoltés au moyen d'un détecteur à dérive au silicium (SDD). Les aires des pics Ka et Kß des spectres de fluorescence X ont été déterminées à l'aide du processus d'ajustement du logiciel PYMCA. Les valeurs expérimentales obtenues ont été comparées aux valeurs théoriques calculées ainsi qu'aux résultats expérimentaux obtenus à partir d'un dispositif expérimental différent utilisant une source radioactive ponctuelle. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les valeurs théoriques, ainsi qu'avec les données rapportées dans la littérature. Enfin, nous avons déterminé expérimentalement, la section efficace de fluorescence X de l’élément scandium (Sc) pour la première fois, à l'énergie 59,54 KeV. Ce nouveau résultat expérimental devrait contribuer à l'enrichissement des bases de données expérimentales disponibles pour l’étude des sections efficaces de fluorescence X.Item Modélisation atomistique de quelques cristaux moléculaires(2024-12-17) Chahi; GhilesDans cette thèse, nous avons mené des études par simulations atomistiques sur les propriétés structurales et élastiques des cristaux moléculaires (phases hydratées de CaCO3 et cristaux nitriles) sous différentes pressions, en utilisant la DFT et la DFPT. Les méthodes PBE, DFT-D et vdW-DF ont été employées pour décrire les interactions de dispersion et les liaisons hydrogène. Pour les phases hydratées, les résultats ont mis en évidence des différences avec la calcite dues aux liaisons spécifiques, ainsi que des transitions ductile-fragile sous pression. Concernant les nitriles, nos travaux ont révélé que les directions correspondant à la rigidité maximale sont généralement parallèles aux directions d'alignement des liaisons hydrogène. Enfin, l'étude de l'isomérisation rotationnelle du succinonitrile dans la phase monoclinique a démontré une corrélation marquée entre l'encombrement stérique et l'énergie de rotation.Item Etude des effets de la radiation dans un écoulement de convection naturelle turbulent(2024) Benyahia; NabilLa présente étude examine le phénomène de la convection naturelle turbulente dans les milieux confinés, et l'effet combiné des différents modes du transfert thermique sur l'écoulement à faible nombre de Reynolds, dans une longue cavité parallélépipédique de rapport d'aspect vertical Ar=W/L=28,68. Cette étude analyse particulièrement les effets du rayonnement interne de surface et de la conduction sur la structure de l'écoulement, la distribution de la température et le flux thermique dans la cavité, remplie d'air. Le nombre de Rayleigh considéré est relativement élevé R_aH=2.03×?10?^10. L'étude est menée numériquement par le modèle k-? (SST) pour la fermeture des équations de la turbulence, et le modèle P-1 pour la modélisation du rayonnement. Il dépend de l'expression de l'intensité de rayonnement I en une série orthogonale d'harmoniques sphériques. L'avantage de cette méthode réside dans la conversion de l'équation directrice en équations de dérivée partielles simplifiées. Ainsi que dans leurs conditions aux limites, qui jouent un rôle important dans la précision de cette approche. Il est adopté en raison de sa rapidité de calcul et en raison de la satisfaction lorsqu'il est associé à d'autre mode de transfert de chaleur. Les résultats obtenus ont permis d'examiner l'influence des différents types de conditions aux limites sur l'écoulement, notamment le rayonnement thermique et la conduction. L'effet du rayonnement pour prédire la convection naturelle turbulente de l'air dans une enceinte différentiellement chauffée, a été détaillé. Cette étude numérique confirme les capacités du modèle de turbulence k- (SST) et du modèle de rayonnement P-1 à prédire les flux convectifs naturels turbulents dans les enceintes pour une émissivité spécifiée des parois internes. Cependant, la prise en compte de la conduction des parois horizontales comme conditions aux limites thermiques fournissent des résultats numériques plus précis, sont celles qui prennent en compte l'épaisseur des parois horizontales, et la conduction à travers cette épaisseur, sans imposer un profil de température. Les meilleures prédictions numériques, comparativement aux données expérimentales, sont obtenues avec une émissivité des parois verticale de ?V=0,1 et avec une émissivité de paroi horizontale de ?H=0,09.Item Etude d’optimisation de BSA (Beam Shaping Assembly) pour la thérapie par capture neutronique de bore (BNCT). Caractérisation du faisceau thérapeutique des neutrons et calcul de dose(2024-03-07) Boumghar; RadhiaLa thérapie par capture de neutrons au bore (BNCT) est une forme d'hadronthérapie basée sur la grande section efficace d'interaction entre le neutron thermique et l'isotope stable du bore (10B) ; qui est présent dans la cellule tumorale après avoir été transporté au moyen d'un support approprié. Cette interaction donne naissance à deux particules : 7Li et 42 He ; dont la trace est faible alors que leur Transfert Linéaire d'Énergie (LET) est élevé, ce qui leur permettra de déposer une dose mortelle au niveau cellulaire. Toutes ces caractéristiques susmentionnées ont permis au BCNT (§) d'être une technique thérapeutique ciblée d'une grande efficacité biologique qui parvient à vaincre la radiorésistance de certaines tumeurs de mauvais pronostic, telles que : le Glioblastome Multifore (GBM) ; qui est une tumeur cérébrale située en profondeur du crâne, agressive et radiorésistante aux techniques habituelles basées sur les rayons X. Pour l'utilisation du BNCT dans le traitement des GBM, un faisceau de neutrons épithermiques est indispensable ayant une intensité seuil de 1E+9 n/cm2.s avec une contamination la plus faible possible des rayons thermiques, rapides et gamma pour remplir les exigences. Recommandations de l'AIEA. À cette fin, un Beam Shapping Assembly (BSA) est un dispositif nécessaire pour transformer le spectre neutronique de la source de neutrons utilisée en un spectre neutronique thérapeutique dédié au BNCT. L'objet de ce travail de thèse est l'étude de faisabilité de l'utilisation du réacteur nucléaire de recherche NUR du Centre de Recherche Nucléaire de Draria (CRND) et l'optimisation d'un BSA. Après avoir optimisé le BSA à l'aide du code informatique MCNP5, une étude dosimétrique basée sur l'utilisation d'une tête fantôme de Snyder sera développée pour caractériser le faisceau de neutrons thérapeutiques obtenu. De nombreuses simulations basées sur MCNP5 ont été réalisées et ont conduit à l'optimisation d'un BSA ; avec un flux de neutrons épithermiques de 1,18E+9 n/ cm2.s calculé en sortie de canal. Ensuite, les FOM aériens répondent aux recommandations de l’AIEA et sont compétitifs par rapport aux études précédentes. L'étude dosimétrique du faisceau thérapeutique obtenu après utilisation du BSA a été réalisée sur le fantôme de tête Snyder et a révélé que notre installation est comparable aux installations ayant déjà réalisé des essais cliniques. Selon ces résultats prometteurs, le faisceau de neutrons épithermiques conçu est adapté aux applications BNCT.Item Cristallisation du silicium amorphe hydrogéné par la méthode de la cristallisation induite par nickel (CIN)(2024-11-06) Ben Azouz; OuafaNotre travail porte sur la cristallisation d’une couche mince de silicium amorphe Hydrogéné en utilisant la technique de cristallisation induite par Nickel (CIN). La première partie de ce travail consiste à une brève présentation des généralités concernant le silicium dans toutes ces structures (cristallin, microcristallin et amorphe hydrogéné). Une bonne connaissance des propriétés électriques, optiques est structurales du silicium amorphe permettra par la suite, de mieux comprendre les effets de cette cristallisation sur ces mêmes propriétés. Les couches minces de silicium amorphe hydrogéné ont été élaborées par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Cette méthode consiste à déposer une couche à base de a-Si :H sur un substrat et l’autre couche mince de Ni, a été déposée par la technique de pulvérisation cathodique DC thermique pour former la structure Ni/a-Si :H/Substrat. Cette structure a subi un recuit aux basses températures (< 600°C) et un temps court (qui ne dépasse pas les 12 heures). D’abord nous avons étudié l’effet de la température sur la cristallisation de silicium amorphe hydrogéné en utilisant la méthode de cristallisation induite par Nickel en faisant varier la température de recuit de 450°C, 500°C et 570°C durant 6 heures. L’étude structurale par DRX a montré une meilleure cristallisation à 500°C. À cette température, la taille des grains est plus grande par rapport aux températures 450 et 570°C. L’influence de l’épaisseur de la couche du silicium amorphe hydrogéné a également été examinée, révélant que la diminution de cette épaisseur améliore la cristallisation. De même, l’épaisseur de la couche de nickel s’est avérée cruciale, une couche plus fine entraînant une meilleure cristallisation. Enfin, Nous avons étudié l’effet du recuit sans déshydrogénation et son effet sur la cristallisation. Des mesures de DRX ont été effectuées sur ces échantillons dont le but de confirmer la cristallisation des couches minces d’a-Si : H. Les spectres Raman de l'échantillon recuit sans Ni, ont relevé un large pic centré à 473 cm-1 (phase amorphe), confirmant que la présence de Ni est essentielle à la cristallisation dans les conditions actuelles de recuit. Les résultats montrent que la déshydrogénation préalable pourrait ne pas être indispensable pour la cristallisation. Une partie de ces résultats a été publiée dans un article scientifique.Item Elaboration, caractérisation et étude des propriétés mécaniques d'un matériau composite à base métallique(2024-05-09) Abdelkebir; DjamelDans le cadre de cette étude, un composite Al-Si-ZrO2 a été élaboré en mélangeant un alliage Al-Si avec 7% en poids d'oxyde de zirconium (ZrO2) par la méthode de dispersion (procédé de moulage par agitation). Les analyses microscopiques, comprenant la microscopie optique (MO), la microscopie électronique à balayage (MEB), ainsi que la spectroscopie par dispersion d'énergie (EDS), ont révélé une structure dendritique dans l'alliage Al-Si et le composite Al-Si-ZrO2, avec une distribution uniforme des particules de ZrO2 dans la matrice de l'alliage. L'ajout de particules de renfort à l'alliage Al-Si a engendré des modifications substantielles au sein des propriétés thermiques et mécaniques du matériau composite. Cela est attribuable à la conductivité thermique plus faible de ces particules par rapport à celle de la matrice d'alliage. En conséquence, le taux de refroidissement (TR) s'est amélioré, conduisant à une réduction du temps de solidification (ts), de la porosité (P), de la taille des particules de silicium primaire grossières et de l'espacement des bras de dendrite secondaire (SDAS). L'incorporation des particules de ZrO2 a également entraîné une augmentation de la densité de dislocations (d), de la contrainte de cisaillement (t), de la capacité thermique spécifique (Cp), de la densité (?) et de la dureté (Hv), ainsi qu'une diminution de la taille moyenne des cristallites (D), de la taille des grains (d), du module de Young, de la conductivité thermique (?), de la diffusivité thermique (a) et du coefficient de dilatation thermique (?(T)). De plus, cette incorporation a amélioré la ductilité du composite Al-Si par rapport à l'alliage Al-Si. Les résultats de l’étude ont montré que ce composite Al-Si-ZrO2 possède des propriétés mécaniques et thermiques exceptionnelles, très désirées dans l’industrie des moteurs automobiles.Item Contribution à l’étude des phénomènes liés à la charge d'espace dans le polyéthylène réticulé soumis à des rayonnements ionisants(2024-12-09) Mouchache; CherifLes radiations ionisantes modifient profondément les propriétés diélectriques et structurales des polymères en induisant des coupures de chaînes, des réticulations et des phénomènes d'oxydation. Ces transformations entraînent une augmentation significative de la conductivité électrique. Cette étude explore les effets des irradiations gamma sur le polyéthylène réticulé (XLPE). Les mesures de courant ont mis en évidence une augmentation notable de la conductivité électrique après des doses d’irradiation allant jusqu’à 200 kGy, suggérant un mécanisme de conduction de type ionique. Après irradiation, la technique Pulsed Electro Acoustic (PEA) a été utilisée pour analyser les charges d’espace dans des conditions ambiantes. Sous un champ électrique de 40 kV/mm, les mesures ont révélé une accumulation d’hétérocharges négatives et positives près des électrodes, confirmant le mécanisme de conduction. L’étude examine également l’impact des radiations ionisantes sur la dynamique des charges d’espace dans le XLPE, en présence d’une charge stockée dans le volume du matériau. Des faisceaux d’électrons ont été employés pour implanter des charges à l’intérieur du XLPE. Les mesures montrent la formation d’hétérocharges positives à proximité de la charge implantée et d’hétérocharges négatives près de l’anode, ces dernières persistant au cours de la relaxation. Ces observations suggèrent la présence d’une densité importante de pièges profonds dans le matériau. Par ailleurs, les spectres FTIR et les mesures de DSC n’ont pas révélé des modifications chimiques significatives après irradiation, indiquant que la structure chimique globale du polymère reste inchangée, contrairement à ses propriétés électriques qui subissent des altérations marquées.Item Contribution à l'étude des instabilités dans les plasmas quark-gluon(2024-11-25) Boutalbi; EmbarkaLes recherches menées sur les ions lourds relativistes au RHIC (Relativistic Heavy Ion Collisions) et au collisionneur d'ions lourds LHC (Large Hadron Collider) ont ouvert la voie à une exploration approfondie des propriétés fascinantes du plasma de quarks et de gluons (QGP), un état de la matière qui existait aux premiers instants de l'univers. Un aspect crucial de cette exploration consiste à étudier le comportement des perturbations au sein de ce plasma exotique. Nous nous proposons dans cette thèse d’étudier, dans un premier temps, la propagation des perturbations de la densité baryonique dans un plasma de quarks et de gluons froid. Ces perturbations génèrent des équations différentielles telles que les équations de Korteweg-de Vries (KdV) et de Korteweg-de Vries modifiées (mKdV) que nous établissons. La nature non linéaire de ces équations peut conduire à des comportements dynamiques complexes, tels que la formation de solitons, qui peuvent jouer un rôle important dans la propagation des perturbations dans notre système. En étudiant ces équations et en examinant comment elles se manifestent dans le plasma de quarks et de gluons, nous obtenons des informations précieuses sur les mécanismes sous-jacents à la propagation des perturbations et à la dynamique du QGP. La deuxième partie de cette thèse se consacre à l’établissement de l’équation non linéaire de type Schrödinger au moyen de la technique des perturbations réductives (RPM). Une étude de stabilité nous permettra d'une part d'identifier les zones modulationnellement stables et instables, et d'autre part d'analyser les ondes dites scélérates (rogue ou freack waves) susceptibles de se propager dans le QGP froid.Item Analyse thermo-hydraulique par un code système pour la sûreté des réacteurs nucléaires de recherche(2025-10-09) RahmaniBouzina; SalheddineLe générateur de vapeur est essentiel dans les réacteurs à haute température refroidis à gaz, assurant un transfert de chaleur nécessaire à l’efficacité thermique. Cette étude présente une analyse thermo-hydraulique avec le code RELAP5/MOD3.4 pour optimiser la conception du générateur de vapeur et renforcer sa sûreté. Les scénarios simulés, comme la rupture de la ligne et la perte de débit d’alimentation, montrent une forte hausse des températures dans les zones critiques des tubes. Les hypothèses considèrent l’isolation du secondaire et la rétention d’hélium chaud dans le primaire. Les résultats indiquent des températures atteignant 720 °C à la sortie et 620 °C au niveau des soudures, proches des limites des matériaux. L’activation du système de dépressurisation réduit ces valeurs de 239 °C et 133 °C, tout en diminuant la pression secondaire. Cette action empêche la défaillance des tubes et améliore la sûreté du générateur de vapeur.