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Item Contribution à l’étude de l’évolution, sous différentes contraintes, des propriétés physico-chimiques des polyesters(2024-02-12) Bedjaoui; SabrinaDans cette thèse, nous avons examiné le vieillissement radiochimique et photochimique du PBT, exposé respectivement aux rayons gamma et aux UV. De manière complémentaire, une attention particulière a été portée à l'étude du vieillissement photochimique et à ses conséquences post-irradiation sur le PLA. L'impact des rayonnements gamma sur le PBT s'est manifesté par une réduction de la cristallinité, la génération de micro-contraintes résultant de la scission de chaîne et de la réticulation, ainsi que la transition de la phase cristalline de a vers ß. Les mesures de photoluminescence ont révélé l'émergence d'une nouvelle bande attribuée aux défauts. En ce qui concerne les effets des UV, ils ont montré l'apparition simultanée de phénomènes de réticulation et de scission en fonction de la durée de l'exposition. Les mesures DSC ont mis en évidence une forte dépendance des phases amorphes vis-à-vis du rayonnement UV. En ce qui concerne les propriétés mécaniques à l'échelle nanométrique du PBT photo-irradié, une amélioration a été observée pour des temps d'exposition relativement courts. Enfin, le vieillissement photochimique et la post-irradiation du PLA ont induit des changements significatifs dans les caractéristiques de ce matériau.Item Contribution à étude hydrodynamique d’un écoulement de Taylor et le transfert de chaleur associé dans les microcanaux(2024-07-14) Said; MohammedLes dispositifs microfluidiques ont fait l'objet d'une attention particulière dans les domaines de la gestion thermique. Ces dispositifs garantissent un contrôle précis de l'écoulement des fluides et offrent de multiples avantages pour un transfert de chaleur et une gestion thermique efficaces. Parmi les applications des dispositifs microfluidiques figurent le refroidissement électronique, les échangeurs de chaleur à micro-échelle et les microréacteurs. Plusieurs études numériques et expérimentales ont été rapportées dans la littérature concernant l'écoulement monophasique dans les microcanaux et son impact sur le transfert de chaleur. Néanmoins, les études consacrées à l'application de l'écoulement diphasique, en particulier de l'écoulement de Taylor, au transfert de chaleur sont encore limitées. L'écoulement de Taylor est une dispersion périodique de gouttelettes ou de bouchons d'un liquide dans une phase porteuse (également appelée phase continue). Selon la littérature, ce type d'écoulement est plus efficace pour le transfert de chaleur qu'un écoulement monophasique. Il est donc impératif d'acquérir des connaissances sur ce type d'écoulement et de comprendre son comportement dans les microcanaux rectangulaires et carrés. Le travail présenté dans cette thèse se concentre sur la compréhension de l'écoulement des fluides et du comportement du transfert de chaleur de l'écoulement de gouttelettes de Taylor sans changement de phase dans des microcanaux rectangulaires en utilisant la modélisation de la dynamique des fluides numérique (CFD). Dans cette étude, nous avons effectué des simulations numériques pour étudier l'hydrodynamique et le transfert de chaleur de l'écoulement de Taylor dans des microcanaux. Des simulations tridimensionnelles ont été réalisées à l'aide du logiciel commercial ANSYS Fluent, avec l'interface entre les deux phases capturée à l'aide de la méthode du volume de fluide (VOF). L'effet de certains paramètres critiques, à savoir le rapport de débit, le rapport de viscosité et le nombre Ca, sur l'hydrodynamique de l'écoulement de Taylor a été examiné. Une attention particulière a été accordée à l'épaisseur du film liquide, à la fois aux coins et aux parois, ainsi qu'à la forme et à la vitesse des gouttelettes/bouchons. Il a été observé que l'épaisseur du film liquide dans les coins et près de la paroi augmente à mesure que le rapport de débit diminue. Une telle augmentation de l'épaisseur du film liquide affecterait de manière significative la vitesse des gouttelettes et des bouchons. Les résultats ont également montré que le nombre CaTP (basé sur la vitesse de l'écoulement diphasique) était le paramètre le plus influent sur la forme des gouttelettes/bouchons par rapport au rapport de viscosité et au rapport de débit. Dans la deuxième partie, nous examinons numériquement les performances de transfert de chaleur de l'écoulement liquide-liquide de Taylor dans un microcanal rectangulaire une fois que nous avons eu un aperçu sur l'hydrodynamique et le comportement de ce type d'écoulement. Une analyse de l'effet de la longueur du bouchon et de l'épaisseur du film liquide a été menée avec des propriétés thermophysiques initialement constantes. Cette hypothèse a été prise en compte pour analyser le processus de transfert de chaleur et déterminer le paramètre le plus critique affectant les performances de transfert de chaleur. Une fonction définie par l'utilisateur a ensuite été mise en œuvre dans ANSYS Fluent pour étudier l'effet du changement de viscosité du fluide de travail en fonction de la température sur les paramètres affectant le taux de transfert de chaleur. Le transfert de chaleur conjugué et la conduction axiale ont également été examinés, vu que ces deux facteurs peuvent affecter de manière significative le comportement thermique à l'intérieur du microcanal et permettent d'obtenir des résultats réalistes et précis. Les résultats révèlent que l'écoulement de Taylor liquide-liquide peut augmenter le taux deItem Etude de l’adsorption physique d’un gaz sur une surface solide par la théorie DLP(2025-02-17) Bouali; Idriss WafidLe phénomène d’adsorption physique, décrivant la fixation d’un atome ou d’une molécule gazeuse sur un solide, est caractérisé par la prépondérance des forces attractives de Van der Waals. Le potentiel d’interaction, qui s’exerce entre les atomes du gaz et le solide est une grandeur d’extrême importance dans la théorie des films adsorbés. Ce potentiel revêt la forme (-?)/d^3 où d est l’épaisseur du film et ? la constante caractéristique de cette interaction dite coefficient de Van der Waals. Dans la théorie de Dzyaloshinskii, Lifshitz et Pitaevskii (DLP), le coefficient ? n’est pas constant : Il est fonction décroissante de l’épaisseur d. Notre contribution consiste à tenir compte de cette modification, et à l’aide d’un modèle simple, caractériser le phénomène d’adsorption et décrire les échanges entre le gaz et la surface solide. Pour cela, nous avons considéré les molécules d’éthylène (C_2 H_4 ) et du tétrafluorométhane (CF_4 ) adsorbées sur du graphite. Le processus dans son ensemble, est décrit par le modèle gaz-sur-réseau corrélé à un calcul du type Monte Carlo. Dans notre étude, le but principal est d’évaluer le comportement du film adsorbé : En reproduisant d’abord les isothermes observées, ensuite, en évaluant les systèmes d’une manière quantitative. Les isothermes sont produites dans une gamme de température allant de 50K jusqu’à 170K. Elles reproduisent un certain nombre de caractéristiques intéressantes observées expérimentalement : 1) Dans une certaine plage de températures, les isothermes sont constituées d’une succession de marches, chaque marche correspond à la formation d’une monocouche distincte donnant lieu chacune à une transition de phase de premier ordre. 2) A partir d’une certaine température, appelée température critique de couche, ces couches distinctes tendent à disparaître signifiant que l’épaisseur du film augmente en continu. 3) Le film adsorbé montre la particularité d’être constitué d’un nombre fini de couches augmentant avec la température dans le domaine de sous saturation. Chaque couche se forme à partir d’une certaine température T_n et à une certaine pression P_n. 4) Nous remarquons avoir une transition film mince-film épais près de la température du point triple T_tr. En effet, immédiatement après T_tr, le nombre de couches augmente rapidement avec la température. On montre aussi qu’il est probable qu’une transition de mouillage puisse se produire à proximité du point triple. En plus de cette description qualitative, les isothermes obtenues permettent de déterminer des informations quantitatives comprenant les températures et les pressions relatives de la formation des couches, les températures de point critique et les diagrammes de phases.Item Contribution à l’analyse de la microstructure et texture d’alliages binaires Cu-Cr après hyperdéformation plastique(2024-03-20) Bibimoune, ImeneL’influence de la torsion à haute pression (HPT) et du recuit sur la microstructure, la texture et la stabilité thermique d’un alliage composite non miscible Cu-43Cr (wt%) a été étudiée à l’aide de la diffraction d’électrons rétrodiffusés, de la diffraction des rayons X et de la calorimétrie différentielle à balayage. Les échantillons d’alliage ont été soumis à une torsion sous haute pression, suivie d’un traitement de recuit dans la plage de 210 à 850 °C pendant 1 heure. L’évolution des défauts structuraux dans l’alliage Cu-43%Cr après traitement par torsion à haute pression (HPT) et recuit pendant 1 heure a été analysée à l’aide de deux spectroscopies. L’analyse DB-VEPAS des défauts de surface révèle l’existence d’une couche d’oxyde à l’échelle nanométrique, dont l’épaisseur augmente de 43 nm à 103 nm avec l’augmentation de la température de recuit dans la plage de 210 °C à 850 °C, tandis que la longueur de diffusion reste inchangée à environ 20 nm. Le type de défauts n’a pas changé. L’analyse cPALS a permis d’identifier deux composantes de la durée de vie des défauts volumiques, à savoir les défauts en volume et les composantes de dislocation, pour le matériau recuit.Item Emission électronique sous l’impact des particules chargées(2024-06-25) Marouf, SihemUn code de simulation Monte Carlo (MC) a été développé pour l’étude de l’émission électronique induite par des protons d'énergies inférieures à 25 keV dans une cible d'aluminium. Sachant que, dans cette gamme d’énergie, seuls les électrons de la bande de conduction, assimilés à un gaz d’électrons libres, participent aux interactions avec les protons. D'abord, nous déterminons les sections efficaces doublement différentielles (DDCS) pour différents énergies d’incidence. Pour générer cette grandeur, nous avons adapté une méthode de calcul self consistent, où le proton interagit avec les électrons du gaz électronique par l’intermédiaire d’un potentiel de Yukawa, en introduisant les différents états de charge de proton. Ce potentiel est caractérisé par un paramètre d’écrantage dont la valeur est ajustée de manière à vérifier la règle de somme de Friedel étendue. Les DDCS sont calculées pour des électrons excités avec une énergie inférieure à 100 eV. Cette valeur correspond à l'énergie maximale transférée à un gaz d'électrons libres lorsque l'énergie du proton égale à 25 keV. Ensuite, nous incluons les DDCS dans le code MC pour décrire le transport des électrons dans le milieu. La procédure MC que nous suivons est une approche détaillée. Celle-ci consiste à simuler individuellement chaque interaction de tous les électrons excités et secondaires. Les processus physiques régissant l’interaction des électrons dans la matière sont de type élastique et inélastique. Pour le traitement de l’interaction élastique, nous avons adopté la base de données qui est obtenue avec le code ELSEPA (ELastic Scattering of Electrons and Positrons by Atoms). Pour le traitement de l’interaction avec les électrons de conduction, nous avons opté pour l’utilisation d’un modèle basé sur la réponse diélectrique du milieu. Nous présentons vers la fin les résultats de rendement d’émission électronique accompagnés des distributions angulaires et énergétiques. La comparaison entre le rendement électronique et les résultats trouvés dans la littérature montre un accord satisfaisant. Pour ce qui est des distributions angulaires et énergétiques des électrons émis, l’absence totale de données à très basse énergie empêche toute comparaison.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 Etude théorique des échanges de chaleur en écoulement de Graëtz. Caractérisation des phénomènes de transition laminaire-turbulent en magnétohydrodynamique(2024-07-04) Lecheheb, SabrinaLe présent travail est une étude théorique de l'écoulement de Graëtz bidimensionnelle (2D), stationnaire, visqueux, incompressible, et électro-conducteur, confiné entre deux plans parallèles en MHD avec des parois électriquement isolantes, où l’on cherche principalement à caractériser l’influence combinée du facteur d’aspect ? et l’angle d’inclinaison a sur le s conditions d’établissement ou de développement de l’écoulement de Graëtz et la prédiction des conditions d’apparition des instabilités avec et sans champ magnétique. L’objectif envisagé consiste en l’amélioration des processus de transfert de chaleur, de masse et de la quantité de mouvement, tenant compte du régime d’écoulement : Laminaire stable, régime de transition et apparition des instabilités. Pour cela, on a utilisé une procédure numérique basée sur la méthode des volumes finis (code FLUENT) dans toutes les simulations. On a étudié numériquement le procédé de Graëtz pour caractériser et contrôler l'écoulement en fonction du gradient de température axial imposé et pour examiner l'influence de la limitation axiale géométrique (facteur d’aspect ?) sur l’écoulement du silicium liquide (Si), dans les systèmes de Graëtz classique et modifié pour des valeurs variables de l'intensité du champ magnétique transversal. Les résultats montrent dans un premier lieu, que le transfert de chaleur augmente faiblement (19%) lorsqu’on impose un champ magnétique transversal uniforme. En revanche, le nombre de Nusselt s’accroit considérablement (33%) si a augmente de 0° à 10°. Par ailleurs, on note un maximum relatif du nombre de Nusselt à Numoy=62 et Numoy=75 correspondants au nombre de Hartmann Ha~38 et pour respectivement a =0° et a =10°. Dans un second lieu, l’effet du facteur d’aspect ? sur l’écoulement de Graëtz de la géométrie infinie à finie, induit des changements du profil de vitesse qui confirme l’obtention à ?=20 (cas infini) du profil de poiseuille parabolique de vitesse vers des formes successives : au début un profil qui commence à s’aplatir au niveau du sommet pour ?=2 puis vers une forme carrée centrale (?=1) et légèrement incurvée au cœur d’écoulement. Pour déclarer que l’on a mis en évidence une transition attachée à ? = ?c. Lorsque G augmente, on a prédit le déclenchement de l’instabilité se produisant à partir de la région de sortie et se propageant de la paroi en sens opposé de l’écoulement. De façon complémentaire, l’installation de ces ondes a pu être vérifiée jusqu’à ?=15 et en dessous elles disparaissent. Dans le cas où le champ magnétique est appliqué à l’écoulement, on constate le rôle du champ magnétique qui a tendance à retarder l’apparition des instabilités et de les faire disparaitre progressivement.Item Quantification of industrial alloys by the spectroscopy of optical emission of laser induced plasmas LIBS(2024-07-10) Lellouche, NouraCe travail de thèse porte sur la quantification d’un alliage industriel à base de Zinc par la spectroscopie d’émission optique des plasmas induits par laser (LIBS). Les principes fondamentaux de la spectroscopie LIBS ont fait l’objet d’une étude approfondie au cours de notre travail de thèse de doctorat, ces principes fondamentaux nous ont permis d’adopter une méthodologie pour le dépouillement de nos résultats expérimentaux. Le dispositif expérimental et la méthodologie adoptée sont minutieusement détaillés dans la thèse. Une étude de l'influence des divers paramètres expérimentaux sur les propriétés du plasma a été conduite. Il s'agit notamment de l'effet de la distance de focalisation sur l'échantillon (Lens To Sample Distance LTSD), de l'énergie laser et de l'évolution spatio-temporelle de l'intensité d’émission du plasma, et ses propriétés, en particulier la densité électronique et de la température. L'analyse de l'effet de la LTSD sur l'intensité du plasma fait apparaître deux évolutions distinctes, t une augmentation initiale suivie d'une diminution qui est attribuée au phénomène d’écrantage du plasma. Une valeur optimale de 97 mm pour le LTSD qui correspond à à l'intensité la plus élevée des raies. Des tendances similaires sont observées dans les variations de température avec la LTSD, tandis que la densité électronique (Ne) présente des évolutions relativement stables, indiquant des interactions complexes entre les paramètres expérimentaux et le comportement du plasma. En ce qui concerne l'énergie laser, une LTSD de 97 mm est fixée en variant l'énergie de 12,75 mJ à 59,5 mJ. Les résultats démontrent une augmentation initiale de l'intensité suivie d'une diminution en raison de l’écrantage du plasma, avec un seuil critique de 50 mJ, identifié pour une exploration plus approfondie des paramètres du plasma. L'étude spatio-temporelle du plasma a porté sur l'évolution de l'intensité des raies neutres et une fois ionisées de Zn, Al et Cu. Au cours du temps, toutes les espèces présentent une diminution d'intensité due à l'expansion du plasma et aux effets de refroidissement, les espèces ioniques diminuant plus rapidement que les espèces atomiques en raison de phénomènes de recombinaison. Diverses méthodes, dont le tracé de Boltzmann, le tracé de Saha-Boltzmann et la méthode CD (Columnar Density) -SB, ont été utilisées pour déterminer la température du plasma, avec un accord remarquable entre les méthodes de Boltzmann et de Saha-Boltzmann. La température du plasma et la densité électronique ont diminué avec le temps, ce qui est attribué au refroidissement du plasma. Pour la quantification de l’alliage étudié par la méthode CF-LIBS, trois conditions sont vérifiées : Equilibre thermodynamique local (ETL), plasma optiquement mince et ablation stœchiométrique. La variation spatiale et temporelle de la concentration des constituants de l’alliage est étudiée et comparée à la composition nominale issue de l'analyse par µXRF. Les résultats ont donné un bon accord entre les deux techniques « LIBS et µXRF » pour les principaux constituants de l'alliage (Zn et Al). Dans l'ensemble, les résultats de cette thèse constituent une base solide pour les futurs efforts de recherche visant à améliorer la précision de la quantification élémentaire de n’importe quel échantillon via la spectroscopie LIBS et l'utilité de cette dernière dans divers domaines industriels et scientifiques. L’étude que nous avons menée, contribue à l'avancement continu des méthodes analytiques pour la caractérisation des matériaux et le contrôle de qualité, offrant des perspectives prometteuses pour des applications pratiques.Item Application d’un procédé photocatalytique à l’élimination d’un composé organique issu de l’industrie pharmaceutique(2024-02-28) Daimalah, MeriemL’objet de cette thèse consiste en l’application d’un procédé photocatalytique à l’élimination d’un polluant organique (céfixime) sous rayonnement de la lumière visible et l'utilisation d'un polymère comme support de catalyseurs. Notre étude a porté en premier lieu sur la synthèse de deux photocatalyseurs CuCr2O4 et ZnCr2O4 par la méthode de coprécipitation. Des essais préliminaires, indispensables à la détermination des conditions optimales de l'élimination du céfixime, telles que le pH de la solution contaminée, la quantité de catalyseur utilisée ainsi que la concentration en céfixime, nous ont permis d’obtenir la meilleure performance aussi bien pour le CuCr2O4 que pour ZnCr2O4. Des taux d’élimination respectifs de 60% et 50% en polluant ont été obtenus après 180 minutes d’exposition à la lumière visible. La meilleure activité photocatalytique a été obtenue pour CuCr2O4. Dans le but d’éviter le problème de récupération des particules de catalyseur après tout traitement photocatalytique, le CuCr2O4 a été immobilisé à la surface d’un support inerte : le polystyrène. L’immobilisation a été confirmée par différentes techniques de caractérisation telles que la diffraction des rayons X (DRX), l’infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la microscopie électronique à balayage (MEB), l'analyse par dispersion d'énergie des rayons X (EDX), la spectroscopie UV-Vis (SRD), de plus, la surface spécifique a été déterminée par la méthode BET. Le catalyseur supporté a permis de dégrader 94% du céfixime à une concentration initiale de 10mg/L, une dose 1g/L, un pH3,5. L’utilisation d’accepteurs d’électrons tels que H2O2 en photocatalyse peut influer sur le taux de dégradation du polluant. Le procédé l'immobilisation a permis d’améliorer, pour une concentration de 10 mM, la performance photocatalytique en facilitant l'interaction entre le photocatalyseur et les molécules de céfixime. Une élimination du COT d'environ 87 % a été obtenue pour le CuCr2O4-PS après un rayonnement de 180 min à la lumière visible.Item Statistiques fractionnaires et modélisation d’un gaz de fermions(2024-03-04) Bessiri, AhmedLa thèse intitulée "Statistiques fractionnaires et modélisation d'un gaz de fermions" explore de manière approfondie les systèmes complexes composés de fermions et de particules intermédiaires appelées « Anyons dans l’espace 2D » ou les particules fractionnaires généralement. Cette étude adopte un cadre combinant des approches statistiques et dynamiques, conduisant à des découvertes qui améliorent la compréhension de la physique fondamentale. Premièrement on examine l'interface entre la mécanique quantique et le modèle de Thomas-Fermi, intégrant le principe d'incertitude généralisé (GUP) et révélant des implications profondes sur la structure de l'espace des phases. Des phénomènes intrigants sont observés, notamment l'impact de la prescription de longueur minimale sur les systèmes de fermions liés par des interactions Coulombiennes et gravitationnelles. Deuxièmement on explore l'instabilité gravitationnelle de Jeans dans le contexte de la gravité Eddington inspired Born-Infeld, révélant que la stabilité des structures dépend du signe du paramètre ?, avec des implications pour la compréhension de la gravité dans des environnements astrophysiques denses. Enfin, on plonge dans le domaine des statistiques fractionnaires et des Anyons, montrant un comportement double de ces particules en fonction du paramètre a. Les implications astrophysiques de ces résultats sont également explorées, en reliant le modèle hydrodynamique dérivé de l'équation non linéaire de Schrödinger à l'équation de Poisson pour examiner l'instabilité gravitationnelle. En conclusion, la thèse contribue de manière significative à la compréhension des systèmes impliquant des fermions, des Anyons et des particules fractionnaires, ouvrant la voie à des recherches futures dans les domaines de la mécanique quantique, de la gravité et de la physique statistique. Ces découvertes enrichissent les connaissances actuelles et offrent des opportunités passionnantes pour explorer la nature fondamentale de l'univers dans diverses disciplines scientifiques.