Laboratoire de Mécanique, Structure & Énergétique (LMSE)

Le programme de recherche initié par l’équipe « Valorisation des Ressources Énergétiques » porte essentiellement sur les matériaux composites à forte chaleur latente de changement de phase pour le stockage de l’énergie thermique à basse et moyenne température. Le travail consiste à utiliser  des matrices  à l’état poudre fine d’origine minérale, végétale ou animale et à les imprégner d’un matériau à changement de phase (MCP) en fusion. La compression à froid est également pratiquée sur les composites afin d’améliorer la capacité de stockage volumique. Les composites retenus après caractérisation des propriétés chimiques, thermiques et physiques (DSC, FT-IR, MEB, Granulométrie Laser, ATG…) peuvent être testés dans les parois de bâtiment pour l’amélioration du confort thermique ou pour d’autres applications de thermique. Six thèses de doctorat sont initiées sur ce thème dont trois ont abouti (finalisées et soutenues en 2019), trois autres sont en cours. En parallèle, des sujets de Master sont chaque année engagés sur des réalisations portant sur le stockage thermique (capteur solaire à air avec stockage thermique, capteur solaire à eau chaude avec stockage thermique, capteur cylindro-parabolique à stockage, concentrateur solaire avec stockage). L’équipe de recherche traite également de la distillation solaire. Par ailleurs, l’équipe de recherche travaille également sur la convection en milieu semi ouvert et le séchage solaire et la distillation solaire. Trois thèses de doctorat ont été engagées dont une a abouti (soutenue en 2019), la deuxième est en phase finale (rédaction de mémoire pour une soutenance en 2021).

Melle Djefel Dihia qui a soutenu sa thèse de doctorat en Juillet 2019 a été recrutée et a rejoint notre laboratoire en tant que chercheur pour préparer son habilitation. Des applications de stockage de chaleur suivies de tests de validation sont envisagées pour la suite des travaux de thèse de Melle Djefel Dihia . Mme Khedache Souad qui a également soutenu sa thèse sous la direction de du Pr Makhlouf Said a rejoint notre équipe de recherche en tant que chercheur dans le cadre de son habilitation universitaire. Des tests de parois équipées de moyens de stockage thermique par chaleur latente seront initiés pour la validation de  ses futurs travaux. De plus, Melle Boussaba Lisa (architecte de formation) doctorante qui a travaille sous ma direction sur l’amélioration du confort thermique dans le bâtiment a soutenu sa thèse en Février 2020. Ces travaux ont l’objet de plusieurs publications et la suite de ces travaux est envisagée dans le cadre de son habilitation. Après la première phase d’élaboration, de caractérisation et de validation des nouveaux composites, des prototypes sont en cours de réalisation pour introduire les composites préalablement sélectionnés dans une structure. Des tests de mesures de flux et de températures seront menés et des modèles de simulation sont en cours. Les résultats de ces simulations seront confrontés aux résultats des mesures effectuées pour leur validation. Cette partie est finalisée pour Mme Khedache Souad et Melle Boussaba Lisa et des articles sont attendus. Pour le doctorant Dahmous M’hand architecte (sous la direction de mon collaborateur Lamrous Nacer), il a finalisé sa partie élaboration et caractérisation. Un prototype expérimental (mur préfabriqué avec stockage d’énergie) est monté et des essais sur une cellule test sont en cours. D’autre part, les prototypes réalisés dans le cadre des projets de Master (capteur cylindro-parabolique avec stockage d’énergie, distillateur solaire avec stockage d’énergie, capteur à air pour le séchage solaire…) feront l’objet de plusieurs tests. Enfin, un nouveau sujet de thèse de doctorat en Architecture est lancé et porte sur l’introduction de nouveaux matériaux composites à forte chaleur latente de changement de phase pour l’amélioration du confort thermique en climat saharien. La doctorante engagée, en collaboration avec Mme Foufa Abdessalem de l’université de Blida, est Mme Dahmani Kamélia. Son travail de thèse est en cours. La partie élaboration est bien avancée, il reste la caractérisation physicochimique et thermique pour pouvoir sélectionner des candidats potentiels pour une opération de stockage thermique applicable dans un premier temps sur un prototype à concevoir.

Liste exhaustive des membres permanents de l’équipe

Liste exhaustive des doctorants membres de l’équipe

L’interaction du rayonnement particulaire avec la matière vivante ou inerte constitue, sans aucun doute, l’un des domaines de grande importance dans l’univers de la recherche, étant donné les nombreuses applications qu’elle trouve dans différents domaines : nous mentionnons ici l’imagerie médicale, la radiobiologie, la biologie, les plasmas, la matière condensée, l’environnement etc… L’objectif de ce travail est l’étude théorique et expérimentale des phénomènes liés aux effets de l’irradiation de la matière vivante ou inerte par des particules chargées (électrons, positrons ou ions). Concernant la partie théorique du problème, nous développons à partir des modèles considérés des calculs analytiques et numériques afin de déterminer les sections efficaces différentielles et intégrales de diffusion élastique et inélastique telle que la double ionisation des molécules constituant le matériau considéré. Concrètement, nous soumettons des  molécules constituant l’ADN (adénine, guanine, thymine, purine etc…) ou inerte (HCl, H2S, HF, PH3, NH3 etc…) à des faisceaux d’électrons de différentes énergies cinétiques et nous étudions les réactions de simple diffusion élastique et/ou inélastique telle que la double ionisation en calculant les sections efficaces multi-différentielles et intégrales. Ainsi, certaines caractéristiques physiques des matériaux considérés seront élucidées. Par ailleurs, la partie expérimentale du projet est réalisée en coopération avec des partenaires à l’étranger. Nous bombardons des échantillons d’un matériau considéré et ses oxydes par des faisceaux d’ions de Krypton de 5 keV. Les surfaces seront ainsi pulvérisées et les espèces éjectées (produits de pulvérisation) étant dans des états excités se désexcitent en émettant des radiations. Nous mesurons ainsi l’intensité de ces émissions et leurs énergies. Ces mesures permettent d’identifier les états électroniques mis en jeu. Les analyses quantitative et qualitative permettent d’accéder à des caractéristiques de ces matériaux et d’identifier les impuretés déposées sur les surfaces des échantillons analysés

La partie théorique du projet de recherche développée au sein de notre équipe porte, actuellement, sur le développement et l’application de la méthode analytique sur les molécules adénines, guanines, thymines, cytosines composantes bases de l’ADN, dont l’intérêt est avéré en radiothérapie. Nous écrivons, d’abord, les expressions analytiques des sections efficaces multiplement différentielles et intégrales de la diffusion élastiques d’électrons de différentes énergies d’impact dans le modèle (PW2C) en tenant compte des effets fins du potentiel d’interaction, tels que la corrélation-polarisation et l’échange. Par la suite, nous écrivons les codes numériques pour entamer réellement les calculs. Concernant la partie expérimentale, le travail entamé porte sur la distribution angulaire des particules pulvérisées de la surface des alliages ternaires Fe71:9Cr5:6Al22:5 sous un bombardement ionique Kr⁺ à une incidence normale.

Liste exhaustive des membres permanents de l’équipe

Identification modale et paramétrique de structures. Sous-structuration dynamique. Localisation des défauts. Réanalyse de structures mécaniques.

Cette étude concerne l’identification et le suivi des structures dynamiques linéaires ou non linéaires et homogènes ou complexes. La recherche envisagée pour les différents cas de structures comporte trois volets : modélisation, calcul prévisionnel de leur comportement dynamique, détection-localisation d’endommagement et suivi de structures mécaniques. Les structures considérées peuvent être soumises soit à une excitation de nature impulsionnelle, harmonique ou aléatoire.

Les travaux de recherche envisagés se subdivisent en quatre parties :

1.  la première partie concerne l’identification des caractéristiques mécaniques des structures dynamiques faiblement ou fortement non linéaires. Les non-linéarités peuvent être de différentes formes : non linéarités de contact et frottements, non linéarités géométriques et matérielles, etc. L’intérêt pratique de cette étude est de généraliser des méthodes d’identification des structures linéaires au cas de structures non linéaires et de structures composites.
2.  La deuxième partie est relative à l’identification, quantification et localisation d’endommagements dans les structures dynamiques faiblement ou fortement non linéaires, homogènes et composites. Il est envisagé l’élaboration de nouveaux indicateurs d’endommagements et d’analyser leurs performances. Il est particulièrement question entre autres de développer un indicateur d’endommagement traduisant le pseudo-amortissement induit par tout endommagement d’une structure composite multicouches.
3.  La troisième partie concerne l’optimisation des structures mécaniques composites.
4. La quatrième partie est relative à l’identification dynamique des structures composites sandwichs pour leur utilisation en vue d’amortir les chocs. Il s’agit de trouver des structures mécaniques légères et résistantes qui permettent, sous les effets d’une explosion d’absorber les effets de l’onde de chocs et réorienter la surpression vers une bouche contrôlable.

 Travaux de recherche en cours :

Les membres de l’équipe se consacrent chacun en ce qui le concerne à l’un des thèmes suivants :

•  Généralisation des méthodes d’identification des structures linéaires établies jusque-là par l’équipe au cas de structures non linéaires et de structures composites.
• Elaboration de nouveaux indicateurs d’endommagement de structures. Il est particulièrement question entre autres de développer un indicateur d’endommagement traduisant le pseudo-amortissement induit par tout endommagement d’une structure composite multicouches.
• Optimisation des structures mécaniques composites : il s’agit de trouver des structures mécaniques légères et résistantes, c’est-à-dire répondant mieux au cahier des charges en matière de coût et fiabilité de comportement dynamique.
• Identification dynamique des structures composites sandwichs pour leur utilisation en vue d’amortir les chocs. Il s’agit de trouver des structures mécaniques légères et résistantes qui permettent, sous les effets d’une explosion d’absorber les effets de l’onde de chocs et réorienter la surpression vers une bouche contrôlable.

Liste exhaustive des membres permanents de l’équipe

Liste exhaustive des doctorants membres de l’équipe

Effet des traitements thermomécaniques sur la microstructure et les propriétés physico-chimique  des métaux et alliages. Stabilité des écoulements tournants. Optimisation des paramètres thermomécaniques des matériaux. L’équipe de recherche s’est intéressée à :

1) L’interaction   métal-solution

Lorsque le métal est en contact direct avec un liquide ou un gaz oxydant, en mouvement ou non,  une séparation de charge à l’interface est également observée, qui  dépend des propriétés électroniques du solide,  de l’adsorption, chimie sorption. La convection forcée et le champ magnétique induisent  des phénomènes inter-faciaux complexes.  La convection augmente le déplacement des  espèces électro-actives vers la surface du métal,  par contre l’effet du champ magnétique reste son réponse finale.

pour ce point nous nous intéressant  aux effets du champ magnétique permanant de faible et moyenne intensité sur la qualité des film d’oxydes et des couches déposées.

2) L’étude des écoulements

La première partie de cette étude consiste à injecter des particules solides dans un fluide en écoulement dans une conduite et observé les phénomènes qui en découlent.  Les contacts particules-parois et fluide-parois peuvent donner naissance au phénomène de la corrosion qui est la cause principale de la détérioration de la surface ou bien des phénomènes de déposition qui peuvent être bénéfique. Dans la  deuxième partie de ce point nous nous intéresserons au phénomène de dépôt de particules dans un milieu poreux. Dans cette partie, l’effet de l’hétérogénéité du milieu poreux sur les phénomènes du transport et du dépôt de particules sera mis en évidence. Comme l’efficacité énergétique est un problème primordial, alors on s’intéresse, dans la dernière partie, à la minimisation de la consommation énergétique dans les différents systèmes.

Mots clés 

Corrosion, champ magnétique, alliages d’aluminium, aciers inoxydables, traitements thermomécaniques, texture des métaux, interaction fluide- structure, écoulements, milieux poreux, fluides, énergie. 

L’étude du comportement de corrosion de la surface de l’alliage AlSi10Cu(Fe) de coulée et les effets du champ magnétique permanent de faible intensité sur le bruit électrochimique et sur la corrosion des alliages de aluminium-silicium. Les effets du procédé (ECAP) sous les angles 90° et 120° sur la  micro-dureté et la texture et le comportement à la  corrosion du fil de l’alliage AA1370 d’aluminium. Les effets de la dimension et de la fraction  des  particules de d’alumine sur le comportement de corrosion, la microstructure et la textures d’un composite Aluminium-alumine, corrosion des aciers inoxydable utilisés comme implants dans un milieu simulant le sang. Encadrement d’une dizaine de thèses de doctorat, Co-encadrement de deux thèses de doctorat par un autre membre, encadrement de plusieurs  mémoires de Master académique par les membres de l’équipe. Participation de cinq membres de l’équipe à l’ouverture d’une formation doctorale. Participation d’un membre à un projet PRFU. Participation de deux membres à un projet de mobilité nationale (projet de recherche mobilité ATRST 15/2018). Plusieurs projets de  communications nationales et internationales.