Théses de Doctorat
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Item Etude numérique de la convection mixte instationnaire dans une cavité contenant un nanofluide(2025-10-09) Taghourt; AbdeldjaliDans ce travail, nous présentons une étude numérique de la convection mixte instationnaire dans une cavité carrée ventilée et différentiellement chauffée contenant un nanofluid Al2O3-Eau. Les routes de l’état stationnaire vers l’état chaotique ont été étudiées pour un nombre de Reynolds constant égale à 50 et un nombre de Richardson allant de 1 à 200. Les équations gouvernantes ont été résolues par la méthode des volumes finis et l’algorithme TDMA. Les résultats sont présentés sous formes de lignes de courant, des lignes isothermes, de la température moyenne, du Nusselt moyen et de la chute de pression. Il a été observé que plus on augmente le nombre de Richardson (Ri) plus le nombre de Nusselt moyen et la température moyenne de la cavité sont élevés. Le régime complétement chaotique est atteint après trois étapes : ? La première étape : est similaire au scénario de Ruelle-Takens Newhouse ; ? La deuxième étape : est initiée par l’apparition d’une périodicité, qui a interrompu la formation d’un chaos total lors de la première étape, suivie de trois bifurcations Hopf supercritiques et un doublement de période ; ? La troisième étape : est initiée par l’émergence des intermittences qui ont interrompu la formation d’un chaos total lors de l’étape précédente. La fin de cette étape est signée par l’apparition d’un chaos total.Item Traitement d’un concentrat issu du dessalement des eaux saumâtres du sud Algérien par osmose inverse via des techniques électrochimiques(2022-03-31) Berkani; IsmahaneLa présente étude a comme but l’application de procédés électrochimiques (l’électrocoagulation EC et l’électro-réduction ER) : pour réduire la salinité d’un concentrat issu du dessalement des eaux saumâtres du sud Algérien par OI, afin d’étudier la possibilité de sa réutilisation. Étant donné que les NO3- et certains de leurs sous-produits représentent le plus grand risque pour l’environnement ; leurs éliminations ont été étudiées afin d’optimiser certains paramètres opératoires. Tout d’abord, afin d’assurer une conductivité suffisante de la solution et afin d’éviter les effets inhibiteurs et les interactions entre les ions présents dans le concentrat ; les expériences d’EC et d’ER ont été effectuées en solution synthétique contenant uniquement les Cl- et les SO42-. Les résultats ont montré que, à ces conditions optimales : (Al/Al, 100 A/m2, pH initial 7) pour l’EC et (BDD/BDD, 100 A/m2, pH 7) pour l’ER ; l’élimination des NO3- a atteint 93% pour l’EC et 91% pour l’ER. Par la suite, afin d’étudier leurs effets inhibiteurs sur l’élimination des NO3-, lors de ces deux procédés, les ions coexistant (Cl-, SO42-, HCO3-, K+, Mg2+, Ca2+, Na+ et F-) ont été ajoutés, successivement, jusqu’à obtenir une solution synthétique représentant le concentrat réel. L’étude a montré que, lors du procédé d’EC, les SO42-, les HCO3- et les Ca2+ sont les espèces qui inhibent l’élimination des NO3-. D’autre part, le mécanisme a montré que l’élimination des NO3- se fait : par l’adsorption et par la réduction chimique en NH4+. L’analyse des sous-produits a montré qu’aucune trace de NO2- ni de NH3 n’a été détectée. Quant au procédé d’ER, les ions Ca2+ et HCO3- sont les espèces qui inhibent l’élimination des NO3-. L’étude du mécanisme a montré que l’élimination des NO3- se fait : par l’électro-réduction, au niveau de la cathode ; et par l’électro-oxydation des sous- produits formés, au niveau de l’anode en diamant dopé au bore (BDD). Aussi, aucune trace de NO2- , de NH4+ ni de NH3 n’a été détectée, en utilisant l’électrode en (BDD), en anode et en cathode. Lors du couplage EC/ER aucune trace de NO2- ni de NH3. Finalement, les conditions optimales, appliquées aux solutions synthétiques et réelles du concentrat d’OI, permettent l’obtention de concentrations finales de tous les ions dans les solutions synthétiques et réelles de concentrat traitées proches ou moindres de celles de l’eau saumâtre ; mais avec de meilleurs taux d’élimination et un coût énergétique moindre, lors de l’utilisation de l’EC, avec un seul inconvénient : la formation de boues. Le coût énergétique de traitement est : de 0,51 US$/m3, pour l’EC ; et de 1,19 US$/m3, pour l’ER. Le couplage EC/ER a permis d’avoir une quantité de boues beaucoup moins importante que celle issue lors de l’EC ; avec une consommation énergétique moins importante que celle issue lors de l’ER (0,87 US$/m3) ; et aussi, avec de meilleurs taux d’élimination des ions présents dans le concentrat réel. Les études réalisées, au cours de ce travail, montrent que les procédés étudiés peuvent être appliqués pour le traitement du concentrat d’OI.Item Contribution à la conversion photo-électro-catalytique du CO² dans un milieu électro-catalytique(2019-11-28) Benammar; SouadLe dioxyde de carbone est aujourd’hui considéré comme le principal responsable du réchauffement climatique, il est le principal composé carboné rejeté par l’industrie et par les échappements des véhiculés de transport. L’objectif de ce travail est d’examiner les performances du cuivre dans la conversion du CO2 en acide formique, sur la base de trois procédés de traitement, à savoir l’électro-réduction, la photo-catalyse et la photo-électro-catalyse en un milieu aqueux (NaHCO3 et KHCO3). L’étude paramétrique de l’électro-réduction du CO2 sur trois électrodes de pureté différente en cuivre (Cu 96,4 %, Cu 94,7 %, Cu 59,1%) a montré que Cu (96,4 %), présente la meilleure conversion en acide formique (42 ppm/cm2) dans l’électrolyte 0,3M NaHCO3 saturé du CO2 à pH 7,09 en appliquant la tension -1,9 V/ECS. Trois catalyseurs avec un pourcentage massique de 10% en cuivre supportés sur SiO2, Al2O3 et sphères de carbone (CSs), ont été mis en œuvre dans la conversion photo-catalytique du CO2, en milieu aqueux (NaHCO3 et KHCO3). Diverses techniques d’analyse (MEB-EDS, MET, FTIR, IR-ATR, DRX, FRX) adoptées ont montré, la formation de la phase pure "CuO", et l’obtention d’un semi-conducteur de type "p", avec des énergies de gap de l’ordre de 1,22 et 1,4 eV; les trois matériaux absorbent une quantité de photons très importante dans le domaine visible. L’application de la conversion photo-catalytique et photo-électrocatalytique du CO2, a révélé un résultat plus intéressant pour le catalyseur supporté sur les sphères de carbone, avec une conversion en acide formique significative (80 ppm/g), cela a été confirmé par une étude du comportement électrochimique et photo-électrochimique du catalyseur 10Cu-CSs dans le milieu NaHCO3.Item Etude cinétique et environnementale de la dégradation chimique de principe actif d’une molécule médicamenteuse(2024-10-21) Djilali; KhadidjaLa thèse est relative à l'étude cinétique de la dégradation chimique de l'halopéridol en tant que principe actif. Il s'agit d'un neuroleptique de la famille des butyrophénones et c'est l'un des psychotropes le plus couramment utilisé dans de nombreux pays et dont l'efficacité est considérée égale à celle d'autres psychotropes de faible puissance. La spectrométrie UV a été utilisée comme méthode d'analyse de l'halopéridol dans une forme galénique liquide et aussipour le suivi de la dégradation forcée de l'halopéridol. Les résultats de l'évaluation de différents paramètres de validation, selon les exigences réglementaires relatives au domaine de l'industrie pharmaceutique, ont démontré que la méthode est linéaire, précise et robuste. L'application de la méthode des équations simultanées a permis de déterminer les teneurs de l'halopéridol et du conservateur méthylparabène dans la solution d'halopéridol à 2 mg/mL. La méthode UV a permis de démonter, à la fois, sa stabilité aux conditions de stress oxydative et thermolytique avec des taux de dégradation négligeables ainsi que son instabilité aux conditions de stress hydrolytiques avec des taux de dégradation pouvant atteindre 15 et 10% dans des solutions de HCl 0.5N et NaOH 0.5N respectivement. L'emploi de la spectrométrie UV, l'analyse cinétique, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermique et de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) a permis de comprendre le comportement de ce composé pharmaceutique essentiel dans diverses conditions environnementales. Les études de dégradation thermique ont confirmé l'endurance du composé à des températures élevées. L'analyse cinétique a mis en lumière le processus de dégradation, tandis que les valeurs de l'énergie d'activation ont montré sa décomposition progressive sous l'effet du stress thermique. Les analyses IRTF et DRX qui ont fourni des données précieuses sur la structure moléculaire et cristalline de l'halopéridol ont démontré sa cohérence à différents régimes de température. L'analyse DSC a confirmé ces résultats en révélant les tendances de fusion et de dégradation de ce composé. L'analyse par la méthode HPLC en mode isocratique a permis de quantifier avec précision l'halopéridol dans une formulation galénique tout en tenant compte des produits de dégradation potentiels et dans diverses conditions de stress, y compris l'exposition à des environnements acides, basiques, oxydatifs, thermiques et à la lumière UV. L'halopéridol sous forme de poudre a résisté à la chaleur et au stress photolytique, tandis que son homologue en solution s'est avéré sensible à la dégradation dans des conditions hydrolytiques et photolytiques, tout en restant stable en cas de stress oxydatif. Les tests de linéarité ont révélé une plage fiable de 1 à 50 ?g/mL d'halopéridol. La spectrométrie de masse a révélé des composés variables en fonction des facteurs de stress appliqués puisque le stress acide a conduit à la formation des produits de dégradation DPA, DPB et DPC, tandis que le stress basique a entraîné la formation de DPB, DPC et DPD. Le stress photolytique a entraîné l'apparition d'un nouveau composé, le DPB, considéré comme une impureté dans la synthèse de l'halopéridol. L'analyse par TGA/DTG/DSC a confirmé la stabilité de l'halopéridol sous stress oxydatif et thermique, avec une température de fusion d'environ 150°C. L'étude a montré que le pH joue un rôle critique dans l'influence de la stabilité de l'halopéridol en solution. La simplicité de l'analyse par HPLC, méthode prometteuse pour la réalisation d'études de stabilité de l'halopéridol, a donné la teneur en halopéridol dans les solutions orales pharmaceutiques à une concentration de 0,2 %, ne nécessitant qu'une simple dilution sans extraction ou traitement préalable de l'échantillon.Item Production de biocarburants liquides à partir de la biomasse(2025) Elbey; SamiraL'objectif principal de cette étude est la synthèse de bioéthanol à partir de mélanges de biomasse lignocellulosique/biomasses agricoles, les biomasses sélectionnées sont : les tiges de dattes, les dattes, la betterave sucrière et les figues. La biomasse lignocellulosique a subi des prétraitements chimiques et enzymatiques, des fermentations par voie biologique en utilisant la levure Saccharomyces cerevisiae, la déshydratation du mélange complexe de bioéthanol via les tamis moléculaires, puis la caractérisation des mélanges de carburants incorporés de bioéthanol et d’ETBE selon les normes ASTM. Il ressort de ce travail que la concentration de l’éthanol la plus élevée est obtenue lors de l’utilisation du mélange composé de tiges de dattes et 20% de dattes, elle est de 19,38 g/L et ce après 72h de fermentation à une température de 35°C. En outre, l’hydrolyse enzymatique des tiges de dattes a permis d’atteindre une concentration en glucose de 11,90 g/L et ce après 72h d’hydrolyse à l’acide dilué (0,1%) à une température de 170°C et un temps d’incubation de 30 min. L’ajout de composés oxygénés dans les carburants conventionnels contribuent à améliorer l'indice d'octane.Item Modlisation de la production de biogaz par apprentissage profond(2025-04-23) Sadoune; HadjerCe travail consiste à étudier le potentiel de production de biogaz via le procédé de digestion anaérobie des eaux usées industrielles, issues des industries de boissons gazeuses et de brasseries, en utilisant un digesteur à flux ascendant (UASB). Les principaux paramètres analysés à l'entrée et à la sortie du digesteur sont : la température, le pH, la DCO, les AGV, la charge organique et le volume de biogaz produit. Le contrôle de ces paramètres, tant pour l'influent que pour l'effluent, est crucial pour garantir le bon fonctionnement de l’unité de traitement. La modélisation par réseau neuronal artificiel profond a été appliquée parallèlement à l'étude expérimentale pour prédire la production de biogaz et optimiser le processus de fermentation. Afin d’améliorer les performances du modèle, le principal défi réside dans la sélection des hyperparamètres appropriés : architecture du réseau neuronal, fonction d'activation, optimiseur, taux d'apprentissage, etc. Pour cela, l'optimisation bayésienne hybride avec un estimateur de Parzen structuré en arbre (BO-TPE) a été utilisée pour ajuster efficacement les hyperparamètres. Trois techniques de normalisation (MinMaxScaler, RobustScaler et StandardScaler) ont été comparées à des données non normalisées. RobustScaler s'est avérée la plus adaptée, avec des performances atteignant un R² de 0,712, un MAE de 164,61 et un RMSE de 223,43. Le volume maximal de biogaz prédit était d’environ 2236,105 Nm³/j, contre un rendement réel de 2131 Nm³/j. Les résultats obtenus montrent que ce modèle ajuste bien et de manière fiable les données expérimentales, garantissant ainsi une bonne prédiction des données dans le monde industriel.Item Electro-lixiviation d’un minerai de fer et traitement des lixiviats(2025-05-17) Ammour; IsmailCette thèse porte sur l’optimisation des processus de purification du minerai de fer par l’application combinée de traitements thermiques (ou grillage), chimiques (ou lixiviation) et électrochimiques. L’objectif principal est de réduire les niveaux d’impuretés, notamment le silicium (Si), l’aluminium (Al) et le phosphore (P), qui affectent la qualité du métal dans l’industrie sidérurgique. Lors du processus de lixiviation, une réduction partielle du Si, de l’Al et du P est observée, bien qu'une certaine perte de fer puisse également se produire. L’ajout de grillage dans le cadre de la lixiviation rend le Si et l’Al plus résistants à l’extraction, tandis que le phosphore est considérablement réduit et le fer enrichi. Le traitement thermique modifie la structure cristalline du fer et facilite l’élimination du phosphore, en améliorant sa solubilité. Enfin, le traitement électrochimique permet de séparer sélectivement les impuretés dans les lixiviats, optimisant ainsi l’enrichissement en fer.Item Etude cinétique, hydrodynamique et modélisation de la dépollution d’une eau usée par différents procédés(2023-07-12) Mendil; RachidaDans cette étude, nous avons examiné l’influence des conditions de synthèse sur la formation des hydroxydes doubles lamellaires et leurs performances pour l’élimination de deux colorants (Rouge Cochenille A et Bleu de Méthylène) des solutions aqueuses par différents procédés. Les matériaux sont préparés par la méthode de coprécipitation et caractérisés par DRX et IRTF. Le premier procédé étudié est l’adsorption du RC A en utilisant les matériaux Ni-Fe et Zn-Fe comme catalyseurs. L’étude a montré que les conditions de synthèse (méthode de coprécipitation, pH de synthèse, l’ajout des réactifs, concentration en sels métalliques et nature du cation divalent ) influent sur la capacité d’adsorption. En comparant les résultats d’adsorption sur les différents matériaux élaborés, la quantité de colorant fixée se fait dans l’ordre suivant : Ni-Fe?Zn-Fe pH Cst? Zn-Fe CD?Zn-Fe pHVar2 (pH7-9/1,1-2,2-3,3M)?Zn-Fe pHVar1 ? Zn-Fe pHVar2(pH10-11/1,1-2,2-3,3M). L’étude de l’adsorption du RC A en mode dynamique dépend des paramètres hauteur du lit, débit d’alimentation et nature de l’adsorbant. L’activité catalytique de l’hydrotalcite Mg-Fe a été analysé via l’oxydation Fenton hétérogène du colorant RC A. L’étude paramétrique a permis de mettre en évidence la dépendance de l’activité catalytique des paramètres opératoires à savoir : le pH, la concentration en H2O2, la dose de Mg-Fe HDL et la concentration initiale en colorant. Des catalyseurs à base de Zn-Al avec différentes concentrations en sels métalliques ont été testés dans la dégradation du colorant Bleu de Méthyène par le procédé photocatalyse hétérogène sous irradiation visible. Les résultats obtenus montrent que le taux de dégradation photocatalytique est influencé par la concentration initiale du BM, le pH du milieu et la quantité de photocatalyseur. La capacité de dégradation du BM suit l’ordre suivant : Zn-Al 1,1M?Zn-Al 2,2M?Zn-Al3,3M.Item Etude de la dégradation d’un polluant organique par des procédés de couplage dans un photoréacteur(2024-02-26) Benramdane; Iméne KahinaCe travail a été effectué dans le domaine de la dépollution des eaux par les procédés d’oxydation avancés, en particulier la photocatalyse en milieu homogène (Réaction de photo-Fenton modifié) en induisant deux complexes Fer (II ,III)-Ligand. Deux complexes Fer (III)-Oxalate et Fer (II)-Oxalate sous lumière UV ont été utilisés pour dégrader et minéraliser un antibiotique qui est l'Amoxicilline. L'évolution de la réaction de complexation entre le Fe(III) et l'acide oxalique à température ambiante et à l'obscurité a été examinée, en variant les concentrations de Fer ( le Fe3+ pour le complexe Fe(III)-OX et le Fe2+ pour le complexe Fe(II)-OX), les rapports molaires 1,2 et 3 pour le complexe Fe(III)-OX ,1 et 2 pour le complexe Fe(II)-OX) ; les valeurs de pHi ( pHi non ajusté de 4 ,11 pour le complexe Fe (III)-OX ; un pHi non ajusté de 3,8 pour le complexe Fe(II)-OX et un pHi=6 pour les deux complexe). Les résultats indiquent une influence significative de la concentration de Fer (Fe3+ et Fe2+) sur la cinétique de réaction, avec des réactions plus rapides à des concentrations plus élevées. La modélisation avec Visual Minteq confirme une complexation presque complète de l'acide oxalique avec les ions du Fer montrant que la complexation est plus rapide à un rapport de 1 par rapport à 2 ou 3. Dans tous les cas, l'acide oxalique est totalement complexé par l'ion ferrique. Après l’examination de l’influence du pHi, on constate que oxalique est complètement consommé a des pHi non ajusté, indiquant une complexation complète. Cependant, à un pHi de 6, une partie de l'acide oxalique reste en solution, suggérant que le fer en solution favorise la complexation avec les molécules d'eau à des pH élevés donnant des ions les ions FeOH+2 et Fe(OH)2+ à de faibles pourcentages. L'effet des paramètres opératoires tels que la concentration en Fer(II,III), le rapport molaire Oxalate/Fer(II,III), le pH initial de la solution et l'influence des ions inorganiques a été étudié pour tenter d'atteindre une efficacité de dégradation et de minéralisation efficace. Nos résultats ont montré que la concentration en Fer utilisée ne doit pas dépasser 0,35mM pour le complexe Fer(III)-oxalate et 0,25mM pour le complexe Fer(II)-Oxalate, que le rapport molaire entre l’acide oxalique et le Fer(II,III) est limité à une valeur de 3 . Sauf qu'une solution alternative a été adoptée pour augmenter le rapport molaire en utilisant la méthode d'injection, et que le meilleur pHi à utiliser est un pH libre de 2,8 pour le complexe Fer(III)-Oxalate et un pH libre de 3,02 pour le complexe Fer(II)-oxalate. Donc, le pH final obtenu est de 6 pour les deux complexes. L'effet des ions inorganiques a montré qu'une influence remarquable a été notée pour les ions bicarbonate et sulfate ; par rapport au chlorure, aucune influence n'a été constatée pour les deux procédés. Nous avons essayé d'examiner les applications du réseau neuronal artificiel (RNA) pour prédire les performances des deux procédés. Après application de plusieurs modèles RNA, les résultats étaient similaires pour les deux procédés : un MSE de 1,1957*10-5pour la dégradation et de 1,1948*10-5 pour la minéralisation pour le procédé (FerIII-Ox/UV) ainsi qu’un MSE de 1.3*10-5et 1.7*10-5pour la dégradation et la minéralisation respectivement pour le procédé (FerII-Ox/UV). Le modèle peut décrire avec succès le pourcentage de dégradation et de minéralisation de l'AMX dans diverses conditions.Item Sélection des molécules bioactives par couplage de procédés biotechnologiques et de chimie verte(2024-07-01) Agouillal, FaridDans la présente thèse, les huiles essentielles (HE) d'Artemisia herba-alba Asso et de Rosmarinus officinalis Algériennes sont extraites par divers procédés conventionnels et innovants. Aussi, les extraits de plantes locales Ricinus communis et Nerium olender ont été obtenu par l’extraction méthanolique assistée par un prétraitement biologique et ultrasonique respectivement. Le rendement de l'extraction de l’HE après prétraitement des feuilles d’armoise par couplage d'ultrasons avec des enzymes (US-ENZ) était de l'ordre de 1.56 % ± 0.07, contre 1.01 % ± 0.08 dans le procédé HD ; de plus, le temps total nécessaire pour terminer l’extraction de l’HE est de 180 minutes pour HD et de 120 minutes pour US-ENZ. Le profilage GC-MS des HE a montré des changements dans le chémotype obtenu par HD de camphre/1,8-cinéole/a-thuyone/chrysanthénone à un nouveau chémotype dans le cas de US-ENZ : camphre/a-thuyone/1,8- cinéole/filifolone; Aussi, une augmentation de la filifolone, de l’a-thuyone, du 3-octyne et de l’oxyde de cis-limonène caractérise l’HE/US-ENZ. L’activité antifongique de l’HE a légèrement augmenté lorsqu’elle est extraite par US-ENZ, cependant, les activités antibactérienne et antioxydante ont augmenté de manière intéressante. Pour les HE de Rosmarinus officinalis, et après avoir appliquer huit (08) procédés d’extraction, il s’avère que le chémotype de référence (HD) n’est pas conservé pour les autres procédés et on constat ce qui suit: • L’HD se caractérise par l’ a-pinene (16.4%) comme composé majoritaire; • Tous les procédés dont les MW sont appliquées se caractérisent par le borneol (18.8-20.9%) comme composé majoritaire, avec apparition de l’(E)-pinanone, Santolinaepoxide, 1,5-Dimethyl-2,3-divinylcyclohexane, 2-Caren-4-ol et l’Anethol, exclusivement dans les HE obtenues via des procédés impliquant des MW. • D’une part, les teneurs de l’Eucalyptol, a-pinene, Camphène et 3-carène, sont sélectivement réduites par l’application des MW ; D’autre part, les teneurs de Borneol, Camphor, Linalol, ß- Caryophyllene, Bornyl Acetate, Tetra hydrodi cyclo pentadiene, iso-Aromadendrene epoxide, 7-isopropylidene-bicyclo[4.1.0]heptane et le ?-Cadinene sont sélectivement augmentés par l’application des MW. Enfin, les essais de formulations des huiles essentielles obtenues nous ont permis de démontrer qu’elles peuvent être microencapsulées sous des microsphères d’alginate présentant des caractéristiques granulométriques acceptables. Les conditions optimales sélectionnées permettent d'obtenir des microparticules avec une capacité de charge de 4.95 à 15.19 % avec une plage de polydispersité de 0.852 à 5.695, une surface spécifique de 0.011 à 10.1 m²/g, une plage de D[3.2] de 0.595 à 547.735 µm et un D[4.3] de 5.392 à 714.263 µm. Aussi, la stratégie de bio-processing en bioréacteur- fractionnement et purification - analyses spectroscopiques appliquée sur les extraits méthanoliques des fleurs de Nerium olender et des feuilles de Ricinus communis nous a permis de sélectionner à partir des pétales de N. oleander , d’une part, l’oléandrine, le neritaloside et l’odoroside H qui sont dotés notamment de l’activité larvicide anti-Spodoptera litura. D’autre part, l’extrait méthanolique de R. communis contient la ricinine et la quercétine qui sont plus actifs sur Staphylococcus aureus, et contient le lupeol et l’alpha-amyrin qui sont plus actifs sur Saccharomyces cerivisea et la quercetin-3-O- ß- D-glucopyranoside qui est la plus actif In-silico.