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Etude par simulation du mélange induit dans les multicouches métalliques nanométriques irradiées aux ions lourds rapides par le modèle de la pointe thermique
(UNIVERSITE 20 AOÛ T 55 - SKIKDA, 2006-11-26) Abdelhak ,CHETTAH; B., Boudjema
L’irradiation de multicouches métalliques nanométriques par des ions lourds rapides, d’énergie supérieure à quelques MeV par unité de masse atomique peut entraîner des modifications profondes de leurs propriétés et participer directement à la création de zones fondues et un mélange entre deux matériaux peut avoir lieu. Afin de cerner les phénomènes physiques favorisant ce mélange, une simulation de la diffusion de la chaleur dans le système après irradiation a été réalisée avec le code de calcul à trois dimensions, appelé modèle de la pointe thermique, qui tient compte de l’échange de l’énergie entre les différents matériaux. nous avons appliqué ce modèle à l’étude théorique des multicouches [Fe (30Å )/Au(x)]15 et [Fe(30Å )/Al(x)]15 (x variant de 1 à 9 nm) dont l’or et l’aluminium sont considérés comme insensibles. La diffusion de la chaleur dans le système après l’irradiation a été simulée avec un code à trois dimensions qui tient compte de l’échange de l’énergie entre les différents matériaux. Les calculs ont été effectués pour plusieurs types d’ions (Pb, Xe, Kr) à l’énergie 3 MeV/a. L’apparition de la phase liquide a été mise en évidence dans Au et Al le long de la trace. La simulation faite par exemple pour l’irradiation avec les ions de Pb montre que dans le cas de la multicouche Fe/Au, la phase liquide apparaît dans Au à condition que l’épaisseur de Au soit inférieure à 7 nm. Il est intéressant de constater que, pour la multicouche Fe/Al dans les mêmes conditions d’irradiation, l’aluminium fond tandis que le fer ne fond pas si l’épaisseur de l’aluminium est supérieure à 3 nm. Ce travail montre bien que le comportement des métaux à l’échelle nanométrique n’est pas une extrapolation directe de leur comportement à l’état massif
Simulation numérique dans le cadre du modèle de la pointe thermique du dommage induit par irradiation aux ions lourds rapides dans les semi-conducteurs
(Université 20 août 1955 - SKIKDA, 2015) Kadid, Soraya; MEFTAH
Les ions lourds rapides et les agrégats C60, en pénétrant dans les semi-conducteurs, déposent leur énergie essentiellement par interaction avec les électrons de la cible. Ce dépôt conduit au dessus d’une valeur seuil du pouvoir d’arrêt électronique à la formation de traces latentes. Dans ce travail, nous avons déterminé les rayons de traces et les seuils d’endommagements en appliquant le modèle de la pointe thermique à deux grandes familles de semi-conducteurs pour lesquelles des résultats expérimentaux sont disponibles dans la littérature, les composés III-V représentés par l’antimoniure d’indium, le phosphure d’indium et l’arséniure de gallium, et le germanium au titre des composés IV. Les résultats de la simulation ont été confrontés aux mesures expérimentales. L’effet de vitesse sur la création de traces mis en évidence dans ces matériaux montre une nouvelle fois que le pouvoir d’arrêt n’est pas l’unique paramètre à prendre en considération.
Propriétés électroniques et opto électriques des matériaux semi conducteurs organiques
(Université 20 Août 1955-Skikda, 2016) Tarfa, Nassima; BOUDJEMA, BOUZID
Ces dernières années, les semi-conducteurs organiques surtout ceux constitués par de petites molécules tels que métallophtalocyanines ont fait l’objet de recherche par de nombreux laboratoires en collaboration avec des industriels dans le but de leur utilisation potentielle comme éléments actifs dans le développement de dispositifs organiques, tels que la diode électroluminescente organique , transistor organique en couche mince , redresseurs (Diodes de Schottky), les cellules photovoltaïques , commutateurs organiques... etc. L’amélioration des performances des composants électroniques passe par l’amélioration de la structure électronique de l'interface organique-métal est la clé d’évaluation du transport de porteurs de charge, des phénomènes de piégeages, de la distribution énergétique de pièges locaux ...etc. Les paramètres électriques peuvent être obtenus par des mesures électriques en continu ou en alternatif. A partir de ces mesures on obtient un ensemble d’informations importantes sur le processus de conduction et le mécanisme de transport de charge prédominante au sein du matériau. Différents procédés de conduction ont été proposés pour le transport de charge en fonction des types de contacts électriques et un certain nombre de paramètres sont évalués sur la base de la théorie de la charge d'espace à conduction limitée (SCLC) et d'autres paramètres comme les contributions en volume, les joints de grains , les effets des électrodes …etc ; Les (MePc’s) constituent une catégorie de semi-conducteurs organiques hautement conjugués, chimiquement et thermiquement stable et peuvent être déposés en couches minces par simple évaporation sous vide sans dissociation. Selon la valeur de la température d’évaporation les molécules s’organisent souvent soit dans la phase α, soit dans la phase  Comme les propriétés optoélectroniques dépendent énormément du degré d’organisation moléculaire alors le contrôle de la structure des films devienne très important dans la technologie des films minces.
Caractérisation de couches minces de ZnO élaborées par évaporation thermique pour des applications photovoltaïques
(Université 20 août 1955 - SKIKDA, 2017) Abdelhakim, ZAIER; A., MEFTAH
Dans ce travail, nous avons élaboré des couches minces d’oxyde de Zinc (ZnO) pur, dopé en aluminium ou en cuivre sur des substrats en verre par évaporation thermique à partir d’une poudre d’oxyde de zinc (ZnO) dans le but d’améliorer les propriétés physiques des couches pour des applications photovoltaïques. Les couches déposées ont été analysées par la Diffraction des Rayons X (DRX), le profilomètre de surface, la spectrométrie UV-Visible et le dispositif des quatre pointes. La DRX confirme que les couches minces se cristallisent dans la structure hexagonale de type wurtzite. La caractérisation optique sur une gamme de 200 à 900 nm montre que les films sont transparents à 90 % dans la région visible. La valeur minimale de la résistivité électrique dans les couches minces de ZnO dopé en aluminium est de 0.043 Ω.cm.
Contribution à l’étude du transfert de chaleur et de masse dans un écoulement externe avec injection ou aspiration
(Université 20 Août 1955-Skikda, 2017-01-30) LAOUER, ABDELGHANI; E. ,MEZAACHE
Une ´etude de l’influence du transfert pari´etal de masse par injection et aspiration sur la stabilit´e hydrodynamique ainsi que sur le comportement dynamique et thermique d’un ´ecoulement externe laminaire et turbulent le long d’une paroi plane isotherme est pr´esent´ee. Le travail est organis´e en trois parties. Dans la premi`ere, les principes g´en´eraux des ´ecoulements externes, les ph´enom`enes d’instabilit´es, de d´ecollement et les m´ecanismes de contrˆole des ´ecoulements sont rappel´es. Dans la deuxi`eme partie, une ´etude de la stabilit´e lin´eaire de l’´ecoulement externe sur une plaque plane soumise `a un transfert pari´etal de masse par injection et aspiration est pr´esent´ee. L’´ecoulement est suppos´e de couche limite similaire, laminaire et bidimensionnel. Les profils de vitesse de l’´ecoulement de base sont obtenus num´eriquement. La formulation du probl`eme de stabilit´e conduit `a l’´equation d’Orr-Sommerfeld, r´esolue en utilisant la m´ethode spectrale de collocation de Chebyshev. Les diagrammes de stabilit´e d´eterminant les seuils des param`etres conduisant `a l’instabilit´e hydrodynamique ont ´et´e obtenus et analys´es pour le cas d’injection et d’aspiration. Dans la derni`ere partie, une extension de l’´etude pr´ec´edente au cas laminaire et turbulentest r´ealis´ee.L’´ecoulement est d´ecrit par les ´equations de la couche limite bidimensionnelle et permanente. La turbulence est prise en consid´eration `a l’aide du mod`ele de turbulence de longueur de m´elange bas´e sur la formulation alg´ebrique de la viscosit´e apparente de Cebeci. L’´etude num´erique est bas´ee sur la m´ethode implicite aux diff´erences finies centr´ees. Cette ´etude nous a permis de mettre en ´evidence l’influence des conditions pari´etales d’injection et d’aspiration sur les grandeurs dynamiques et thermiques de l’´ecoulement.
Elaboration et caractérisation de couches minces d’oxyde d’étain pour des applications photovoltaïques
(Université 20 août 1955-Skikda, 2018) BOULAININE, Djahida; KABIR, Abdenour
Des couches minces SnO2 ont été déposées sur des substrats silicium dans le cadre de cette thèse dans le but d’une éventuelle application dans le domaine du photovoltaïque. L’élaboration des ces couches a été effectuée par oxydation thermique, dans une atmosphère riche en oxygène, de couches minces d’étain déposées par évaporation sous vide. Les couches minces oxydées ont été caractérisées par différentes techniques afin d’étudier l’effet de la température et du temps d’oxydation. Ces techniques sont la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie de rétrodiffusion Rutherford (RBS), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la spectroscopie UVvisible en réflexion, la technique des quatre pointes et la profilométrie de surface pour les mesures d’épaisseur. La DRX a montré que la transformation Sn-SnO2 et la croissance des grains sont influencées par le processus d’oxydation et aussi par l’orientation des substrats silicium. Des caractérisations complémentaires par MEB, RBS et FTIR ont confirmé les résultats de la DRX. L’énergie de la bande interdite déterminée à partir des spectres de réflexion UV-visible est proche de celle du matériau massif. La variation de la résistivité électrique et de l’épaisseur des couches a été étudiée et l’épaisseur de la couche d’étain consommée lors du processus d’oxydation a été déterminée
Réalisation, par spray en mode discontinu, et caractérisation de couches minces Ca12Al14O33 :X (X = Na, Zn)
(Université 20Aout 1955-Skikda, 2019-02-14) Wissam, KEROUR; Abdenour, KABIR
Dans le cadre de ce travail, des couches minces de Ca12Al14O33 (ou C12A7) non dopées et dopées Na et Zn ont été déposées par la méthode spray-CVD en mode discontinu. Leurs propriétés optiques et électriques ont été étudiées, pour une éventuelle application comme oxyde transparent et conducteur, par diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie Raman, spectroscopie UV-visible, spectroscopie de photoluminescence et par des mesures de la résistivité électrique et de l’épaisseur. D’après la DRX, les couches déposées par spray conventionnel sont du C12A7 polycristallin avec une orientation préférentielle le long des plans (310) tandis que celles dopées et déposées par spray-CVD, elles sont orientées suivant les plans (420). Ces couches ont été déposées avec un taux de croissance de 5.3 nm/spray en bon accord avec les mesures d’épaisseur. La transmission moyenne, déterminée à partir des spectres UV-visible varie entre 57 et 75% en fonction du nombre de sprays. L’énergie des transitions électroniques de la bande de conduction vers le niveau des cages occupées a été déterminée à la place de l’énergie de la bande interdite (ou gap optique). La résistivité électrique varie non seulement, en fonction du nombre de spray, mais aussi selon la méthode spray utilisée. Le dopage par Na améliore les propriétés physiques du C12A7 contrairement au dopage par Zn qui n’améliore que l’émission dans le bleu.
Etude et Modélisation Des Structures à Super-réseau pour l’Application Quantique
(Université 20Aout 1955-Skikda, 2019-04-14) Sebbar, Djamel; Boudjema, Bouzid
Le présent travail de thèse porte sur deux volets. Le premier volet consiste à développer un modèle numérique permettant de simuler le courant du seuil de laser à cascade quantique. Pour ce faire les équations du bilan en régime stationnaire ont été résolues en tenant compte de la population activée thermiquement dans les états inférieur et supérieur du laser afin d'étudier l'influence de la température et la densité de dopage sur le courant de seuil de laser à cascade quantique à trois niveaux. Les résultats numériques montrent que la densité de courant de seuil augmente avec la température et aussi avec la densité de dopage. Cependant la puissance de sortie diminue lorsque la température et la densité de dopage augmentent. Nous avons également estimé le décalage de la différence d'énergie entre l'état supérieur et inférieur avec la variation de la densité de dopage. Les résultats obtenus à travers le modèle numérique présentent un très bon accord avec les résultats expérimentaux rapportés dans la littérature. Dans le deuxième volet de la thèse, nous avons calculé numériquement la longueur d’onde d’émission de laser pour une structure à cascade quantique à partir de la résolution de l’équation de Schrödinger par la méthode de matrice de transfert. Les résultats obtenus sont analysés et discutés
Etude des moyens d'amélioration des échanges thermiques convectifes dans des conduites
(Université 20Aout 1955-Skikda, 2019-05-05) BOUKERMA ,Karima; M. KADJA
Les nanofluides sont des suspensions diluées de nanoparticules inférieures à 100 nm et qui ont une conductivité thermique plus élevée que celle des fluides classiques. Dans ce travail, nous avons réalisé une étude numérique sur le transfert de chaleur par convection forcée avec des nanofluides dans un tube circulaire sous la condition d'écoulement laminaire; la moitié supérieure du tube est chauffée par un flux de chaleur constant tandis que la moitié inférieure est adiabatique. Pour cela nous avons développé un modèle physique en utilisant les logiciels Gambit et FLUENT. Dans la première étude nous nous sommes concentrés sur l'effet des mélanges EG-eau en tant que fluides de base, avec une concentration massique allant de 0% à 100% d'éthylène glycol; l'effet des types de nanoparticules (Al2O3 et CuO) et leurs fractions volumiques (φ = 0-5%) et l’effet du nombre de Reynolds (Re) sur l'écoulement et le transfert de chaleur par convection. Les résultats obtenus montrent que les valeurs les plus élevées du coefficient de transfert thermique sont entre 40% et 50% de la concentration de EG dans l’eau pure. Le nombre de Nusselt augmente avec l'augmentation de la concentration de EG et l'augmentation du nombre de Reynolds ainsi que la fraction volumique des nanoparticules. En deuxième lieu, nous avons étudié l’effet de la taille des nanoparticules SiO2 (20, 50 et 100 nm), leurs fractions volumiques et l’effet du Re sur les performances thermohydrauliques. Nous avons trouvé que la vitesse, le coefficient de transfert thermique, le nombre de Nusselt, la contrainte de cisaillement et la chute de pression augmentent avec l'augmentation de la fraction volumique et la diminution du diamètre des nanoparticules. Enfin, nous avons étudié l’effet de la forme des nanoparticules Al2O3 (plaquettes, lames, cylindres et cubes) sur le transfert de chaleur et les caractéristiques de l’écoulement du fluide pour Re = 250 et une vitesse à l’entrée de 0.2 m/s. Nous avons constaté que pour Re = 250, les nanofluides avec des nanoparticules de formes de plaquettes ont la vitesse, le coefficient de transfert thermique, le nombre de Nusselt, la chute de pression et le facteur de performance les plus élevés. Pour une vitesse constante à l’entrée, les nanofluides avec des nanoparticules de forme cylindrique ont le coefficient de transfert de chaleur le plus élevé et le nombre de Nusselt le plus faible
Etude théorique des propriétés structurales, électroniques et thermodynamiques des alliages intermétalliques Al3ScxM1-x ;(M=Ti, V
(Université 20Aout 1955 -Skikda, 2019-06-22) KHENIOUI ,Youcef; Boulechfar, Rahima
Nous avons effectué une étude théorique en utilisant la méthode des ondes planes linéaires augmentées et linéarisées (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour déterminer les propriétés structurelles, mécaniques, électroniques, thermiques et thermodynamiques des composés binaires Al3Sc, Al3Ti et Al3V et de leur mélange ternaire Al3Sc(1- x)Mx (M = Ti, V) dans les deux structures cristallines L12 et D022. Les calculs d’énergie totale montrent que la structure L12 est la plus stable par rapport à la structure D022 dans l’alliage Al3Sc(1-x)Tix, tandis que, pour l’alliage Al3Sc(1-x)Vx, la structure L12 n’est stable qu’à des faibles concentrations (x = 0 et 0.25). Les calculs des enthalpies de formation de nos composés confirment les résultats structurels obtenus. Les résultats des constantes élastiques obtenus montrent que tous les composés sont mécaniquement stables. Les calculs de la densité d'états (DOS) montrent la forte hybridation spd qui conduit à la formation d'un pseudo-gap proche du niveau de Fermi dans les alliages binaires ainsi que les ternaires. Le modèle de Debye quasi-harmonique est utilisé pour prédire les propriétés thermiques de nos composés. La détermination de l’énergie libre de Gibbs à différentes concentrations a été utilisée pour le calcul du diagramme (T-x).
Transfert thermique lors de la solidification et la fusion des matériaux à changement de phase
(Université 20 Août 1955-Skikda, 2020) Bouteldja, Mounir; Mezaache, El Hacene
Les matériaux à changement de phase (MCP) sont rencontrés dans de nombreux domaines industriels. En métallurgie : solidification et fusion des métaux purs et des alliages ; en industries électroniques : fabrication des composants ; en agro-alimentaire : séchage et conditionnement ; dans l’habitat : isolation et stockage thermique de la chaleur et du froid, rafraichissement des habitats, … Dans ce travail, nous étudions la cinétique du phénomène de changement de phase liquide - solide (solidification) et solide-liquide (fusion) au sein d’une cavité contenant un matériau à changement de phase. La modélisation physique repose sur une approche bidimensionnelle basé sur la méthode enthalpique et tenant compte du transfert couplé conducto-convectif. Plusieurs matériaux à changement de phase ont été utilisés : eau, gallium, MCP organique, possédant différents nombres de Prandtl. La cavité est de géométrie rectangulaire ayant un rapport d’aspect A et dont les surfaces gauche et droite sont maintenues respectivement aux températures chaude et froide alors que les surfaces supérieure et inférieure sont considérées adiabatiques. Les équations du modèle physique sont résolues numériquement à l’aide de la méthode des volumes finis. Les résultats obtenus sont validés avec des résultats expérimentaux et numériques de la littérature. Une étude numérique utilisant les solutions par programme de calcul basée sur la méthode des volumes finis, est rapportée. Deux phénomènes sont distingués la convection naturelle dans la région liquide et la conduction dans le solide. L’identification des mécanismes de transfert lors de la solidification repose sur une étude numérique utilisant les paramètres de contrôle du phénomène physique, à savoir le nombre de Grashof et le rapport d’aspect de la cavité. On a pu ainsi voir à travers les champs de température, de vitesse et le nombre de Nusselt, l’évolution des grandeurs de transferts et l’influence des paramètres de contrôle sur ces phènomenes. D'un point de vue fondamental que pratique, cette étude aide à mieux comprendre le phénomène de solidification et de fusion. Elle servira comme contribution pour la conception des systèmes de stockage du froid ou d'un ordre plus général pour tous les systèmes utilisant un matériau à changement de phase liquide-solide
Étude de la diffusion de particules relativistes par un potentiel
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2020) Ayech Hamraoui, Soumia; Khounfais, K
Dans le contexte de la mécanique quantique relativiste, notre travail s'est articulé autour de deux grandes parties. Dans la première partie, nous avons tout abord proposé le formalisme de l'équation de Klein Gordon spin-s (s=0,1/2). Ensuite, en se basant sur les états stationnaires de diffusion d'une particule relativiste gouvernée par l'équation de Klein Gordon de spin-s en présence d'un champ électromagnétique localisé, nous avons construit le formalisme de la matrice de diffusion 𝑆̂𝐾𝐺−𝑠 à une dimension. Dans la deuxième partie, comme application, nous avons étudier la diffusion des particules relativistes de spin-s en interaction avec certains potentiels scalaires ayant quelques propriétés de symétrie et de portée (potentiel de Cusp et potentiel barrière). Pour ces potentiels, l'équation de Klein Gordon spin-s a été d'abord résolue analytiquement. Du Comportement asymptotique, nous avons tiré la matrice de diffusion. Par la suite, en utilisons le formalisme de la matrice de diffusion, nous avons calculer les déphasages des ondes paires et impaires, les amplitudes de diffusion, les coefficients de transmission et de réflexion, ainsi que la section efficace totale. Cette approche s'est révélée rigoureuse et nous a permis d'avoir des résultats concordant avec ceux de la littérature.
Élaboration et caractérisation de couches minces Cu2ZnSnS4 (CZTS) pour la conversion photovoltaïque
(Université 20 août 1955-Skikda, 2021) Mohmmed Cherif, Oussama; Meftah, A
Dans ce travail, nous avons étudié l'effet de la substitution du Zn par le Mn et/ou le Cd sur les propriétés physiques du Cu2ZnSnS4 (CZTS), matériau absorbeur à faible coût et non toxique qui fait l’objet de beaucoup d'attention pour les applications photovoltaïques. A cet effet, des couches minces Cu2(Zn1-xMnx)SnS4 et Cu2(Zn1-xCdx)SnS4 (0 ≤ x ≤ 1) ont été déposées à 350 °C sur des substrats en verre par la technique spray pyrolyse et caractérisées du point de vue structurale, optique, morphologique et électrique par DRX et spectroscopie Raman, spectrométrie UV-Visible, MEB et méthode des quatre pointes respectivement. L'analyse DRX des films préparés a montré la formation de la phase kësterite du CZTS et de la phase stannite du CMTS et du CCTS. Dans la série de films Cu2(Zn1-xMnx)SnS4, une phase secondaire de Cu2MnSn3S8 a été identifiée dans les échantillons préparés avec x égal à 0.6, 0.8 et 1, tandis que dans la série de films Cu2(Zn1-xCdx)SnS4, une phase secondaire de Cu2S a été identifiée dans l'échantillon préparé avec x = 0.5. La caractérisation optique par spectrométrie UV-Visible a montré une bonne absorbance des films dans le domaine de la lumière visible. Le gap optique dans les films Cu2(Zn1-xMnx)SnS4 a augmenté de 1.34 à 1.68 eV et a diminué de 1.5 à 1.21 eV dans les films Cu2(Zn1-xCdx)SnS4 avec l'augmentation de x. L'analyse par MEB a montré que la taille des grains dans les films Cu2(Zn1-xMnx)SnS4 n'a pas variée de manière significative avec la substitution du Zn par le Mn et s’est par contre améliorée par la substitution de Zn par le Cd dans les films Cu2(Zn1-xCdx)SnS4.
Etude structurale optique et électrique des couches d'oxydes de cuivre en vue de leurs applications dans les cellules photovoltaïques
(Université 20 Août 1955- Skikda, 2021-04-05) Rafika, DJEBIEN; Abdenour, Kabir
Afin d’assurer un avenir énergétique sain et durable, la communauté scientifique internationale démontre un intérêt certain dans le domaine de l’énergie solaire. L’exploitation de cette source s’effectue à l’aide de cellules solaires par conversion directe de l’énergie radiative solaire en énergie électrique. En effet, la conversion photovoltaïque dépend éventuellement d’un semi-conducteur possédant un gap énergétique qui lui permet d’absorber le photon solaire dans l’UV-Visible. Dans le cadre de cette thèse, on s’est intéressé à un matériau connu récemment : l’oxyde de cuivre II (CuO). Les couches du CuO ont été élaborées par oxydation thermique à partir des couches de cuivre évaporées sous vide dans un four à moufle à basse température 300°C et à l’air atmosphérique. Les couches obtenues ont été caractérisées. Une phase unique CuO, d’une structure poly-cristalline, monoclinique avec une orientation préférentielle le long des plans (111) est formée. Cette transformation directe de Cu en CuO a été confirmée par la spectroscopie Raman. La variation des paramètres cristallographiques en fonction du temps de chauffage a été interprétée par une action collective de contraintes intrinsèques et thermiques sur les films. A L’aide d’une loi parabolique, l’ajustement de la variation de la taille des cristallites a révélé que la croissance des cristallites était contrôlée par la diffusion superficielle des pores. Le MEB et l’AFM montrent une structure homogène, la variation du rapport atomique indique la non-stœchiométrie des films obtenus. De plus, les mesures électriques et spectroscopiques ont montrés que la variation de la bande interdite et de la résistivité électrique étaient influencées par la taille des cristallites et la non-stœchiométrie de CuO. Ceci peut être dû aux lacunes du Cu situées à la bande de valence. Les résultats expérimentaux obtenus ont donné des signes promoteurs pour l’application du CuO comme couche absorbante dans les cellules photovoltaïques.
Convection naturelle de nanofluides dans une enceinte : effet des conditions thermiques aux parois
(Université 20 août 1955 – SKIKDA, 2021-06-17) BOUDJENIBA, Bilal; Mezaache, Elhacène
L’utilisation des nanofluides au domaine de la convection naturelle ne cessent d’augmenter suite aux propriétés physico-chimiques imbattables par rapport aux fluides ordinaires et aux résultats des dernières décennies. En revanche, l’ajout des nanoparticules cause certains problèmes comme la ségrégation qui provoque une perte de charge non négligeable surtout pour des systèmes d’évacuation de plus en plus miniaturisés. L’idée principale du présent travail repose sur l’identification du seuil d’instabilité produite au sein d'une cavité carrée inclinée de 45 dégrée par rapport à l’horizontale. Le nanofluide utilisé est à base d’eau avec des nanoparticules de cuivre. Le problème est bidimensionnel avec un gradient de température verticale. Le modèle mathématique est résolu numériquement par un code développé localement et basé sur la méthode des différences finies validée avec des résultats de la littérature. Le nombre de Rayleigh est un paramètre clé de l’étude avec bien entendu la fraction volumique en nanoparticules. Les résultats de la simulation montrent que le développement de la convection naturelle d’un régime à l’autre est inversement proportionnel à la présence des nanoparticules. Néanmoins, l’amélioration du transfert de chaleur au sein de la cavité est proportionnelle à l’ajout de nanoparticules.
Transition metal nitrides: synthesis, structure and energy storage
(UNIVERSITY OF 20 AOUT 1955 SKIKDA, 2022) Djahida, KERDOUD; A. N., KABIR
Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude de différents matériaux à base de nitrures. Diverses méthodes de synthèse ont été employées dans la préparation de nitrures de métaux de transition de composition Mn4N, NbN, Mo2N, TaN et ZrN. Une partie importante a été consacrée aux nitrures binaires Li3N et Mg3N2. Le travail expérimental a été basé sur la détermination des conditions optimales de synthèse et le développement d'une procédure expérimentale générale pour obtenir le matériau souhaité, et l'étude approfondie des changements de structure cristalline en utilisant la diffraction des rayons X. La structure des matériaux à base de nitrures préparés a été caractérisée par la méthode d’affinement Rietveld qui permet d'ajuster directement le profil global du diagramme de diffraction expérimental. L’analyse des données de diffraction des rayons X peut fournir des informations utiles sur les phases présentes et leurs quantités en pourcentage afin d’estimer la pureté des échantillons. En outre, par le processus d’indexation des données de diffraction, les paramètres de maille, positions atomiques, les systèmes cristallins et la symétrie peuvent être déterminés et affinés. Les effets des paramètres de synthèse ont été décrits. La Spectroscopie en réflectance diffuse (UV-Vis SRD) est utilisée pour calculer la bande interdite. Les mesures d'analyse thermique ATG/ATD sous gaz d’argon et la microscopie électronique à balayage (MEB) n'ont été utilisées que pour certains des nitrures préparés
Synthèse et caractérisation de couches minces d’oxyde d’étain élaborées par spray ultrasonique
(Université du 20 Août 1955-Skikda, 2022) Kalai, Radia; Meftah, Ali
L’oxyde d’étain SnO2 est un matériau largement utilisé dans différents domaines d’applications électronique et optique, notamment, dans la conception des cellules photovoltaïques. Ce matériau suscite un intérêt industriel du fait de ses propriétés physiquechimiques qui sont étroitement liées aux procédés et aux conditions de son élaboration. L’objectif de ce travail consiste en la synthèse et l’étude des propriétés des couches minces SnO2 élaborées par Spray ultrasonique à différentes températures du substrat en verre (250,300 ,350) °C. Les résultats obtenus montrent que les couches de SnO2 sont transparentes dans le domaine visible et avoisinent (80%), et leur structure est de type tétragonal rutile avec une orientation préférentielle suivant les axes (110), (101), (211) ; et que leurs énergies de gap s’étalent dans la gamme de 3 ,85 à 3,94eV. L’indice de réfraction de ces couches est de l’ordre (n=2,2). Les observations morphologiques présentent des particules de formes irrégulières. La topographie de surface 2D des films SnO2 montre que les distributions des grains sur les surfaces de l’échantillon sont plus hétérogènes avec l’augmentation de la température du substrat. Les résultats électriques ont montré que la résistivité électrique diminue, en fonction de la température du substrat.
Modélisation et simulation des phénomènes de transport dans les piles à combustible du type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) et SOFC (Solid Oxide Fuel Cell).
(Université du 20 août 1955 Skikda, 2022-06-29) Amina, LAOUAR; D., OMEIRI
Les piles à combustible sont des dispositifs électrochimiques qui mettent en jeu la réaction d’oxydoréduction entre l’hydrogène et l’oxygène pour produirede l’électricité de la chaleur et de l’eau. Dans cette étude est présenté un modèle tridimensionnel, isotherme à une seule phase de deux types de piles à combustible, la première à membrane échangeuse de proton (PEMFC)et la seconde à oxyde solide (SOFC). Ces modèles ont été développés pour comprendreles phénomènes de transport se produisant dans cespiles et améliorer leurs performances. Ces modèles tiennent compte de la plupart des phénomènes de transport incluant : le transport des protons et de l’eau dans la membrane, le transport des électrons dans la couche de diffusion gazeuse (GDL), la diffusion multi-espèces dans les électrodes, le transfert de masse et de quantité de mouvement dans les canaux d’alimentation. Des simulations numériques de ces modèles ont été effectuées à l’aide des logiciels Ansys-Fluent pour la PEMFC et à l’aide de Comsol-Multiphysics pour la SOFC. Afin d’examiner l’effet de différents paramètres de fonctionnement tels que la pression, le débit massique, la porosité et la température sur les performances et le rendement de celle-ci, une étude paramétrique a été effectuées. Les résultats obtenus ont été analysés et commentés. Les résultats numériques obtenus sont en bon accord avec des valeurs expérimentales tirées de la littérature.
Convection Mixte dans un canal Horizontal avec une Cavité Ouverte à Couvercle munie de Différentes Géométries
(جامعة 20اوت 1955سكيكدة, 2024) Laouira, Hanane; T, Boufendi
L’objet du présent travail est d’étudier numériquement la convection mixte dans un canal horizontal avec une cavité ouverte à couvercle munie de différentes géométries. Les calculs ont été effectués pour le cas d’un flux laminaire, incompressible et bidimensionnel avec un fluide newtonien. Les équations régissantes sur l’écoulement et le transfert de chaleur ont été résolues en utilisant la méthode des volumes finis. Dans un premier temps, nous avons pris une cavité trapézoïdale ouverte, le flux est entrainé par un flux d’air traversant un canal relié à la paroi supérieure horizontale de la cavité, chauffée par le bas par une source de chaleur de différentes longueurs. Le flux d’air pénètre horizontalement dans le canal avec une température froide, tandis que les autres parois sont supposées adiabatiques. Les résultats montrent que la valeur maximale du nombre de Nusselt moyen correspond à la plus grande longueur de la source de chaleur. Dans un second temps une étude numérique du transfert de chaleur avec une cavité trapézoïdale ouverte disposée de divers emplacements de source de chaleur est effectuée, les résultats montrent que le meilleur transfert de chaleur se trouve lorsque la source de chaleur est placée en haut du mur droit. Dans le troisième cas nous avons pris la géométrie trapézoïdale ouverte avec deux sources de chaleur intégrées à la paroi inférieure de la cavité, quatre cas de couvercle entrainé ont été simulés. Enfin on a étudié différentes formes de géométries avec les mêmes hypothèses et les conditions aux limites. D’après les résultats que nous avons obtenus, on a trouvé la géométrie qui nous donne le meilleur transfert de chaleur. Dans cette étude le code ANSYS- FLUENT a été utilisé pour résoudre les équations du problème en question afin de calculer le nombre de Nusselt moyen et déterminer les effets des nombres de Richardson et de la source de chaleur (longueurs, positions). Les résultats sont présentés sous forme de contours de vitesse et de température, l’évolution du nombre moyen de Nusselt en fonction des différents paramètres de fonctionnement.
Elaboration, par méthode chimique, et caractérisation du CdZnS
(Université 20 août 1955-Skikda, 2024-02-17) Sourya, SIOUANE; Abdenour, KABIR
L’effet de l’ajout du soufre et du nickel sur les propriétés physiques de couches minces CdZnS déposées sur des substrats en verre par la technique spray pyrolyse est étudié dans ce travail. Les couches minces CdZnS déposées ont été caractérisées par la diffraction des rayons x (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie UVvisible et spectroscopie de photoluminescence (PL). Des masures de la résistivité électrique et de l’épaisseur ont été aussi effectuées. La première série d’échantillons de couches minces CdZnS a été déposée avec des concentrations du soufre allant de 0.01 à 0.025mol/l. La deuxième série des échantillons a été déposée avec une concentration du soufre de 0.02 mol/l et des concentrations du nickel allant de 0.01 à 0.04 mol/l. Tous les dépôts ont été effectués à 500 °C, température optimale choisie et déterminée par des études antérieures. La DRX a montré que l’ajout du soufre dans la solution précurseur induit la formation du CdZnS avec une structure tétragonale avec des grains varie entre16 et 32nm. Par contre, l’ajout du nickel a fait disparaitre progressivement le CdZnS laissant la place au NiZn3, NiCd5 et NiS2. Les mesures optiques ont montré que la transmission moyenne des couches CdZnS dans le visible, en fonction de la concentration du soufre varie entre 65% et 80%. L’énergie du gap varie entre 3.53 et 3.71 eV et l’indice de réfraction vari inversement en fonction de la concentration du soufre. Les spectres de la PL montrent que la variation de l’intensité de pics de photoluminescence est en corrélation avec la concentration du soufre dans la solution précurseur. Les mesures électriques montrent que la corrélation entre la résistivité électrique et l’intensité de pics de PL, qui correspond aux lacunes du soufre doublement ionisées, confirme le rôle donneur des lacunes du soufre VS. La spectroscopie UV-visible a aussi montré qu’en fonction de la concentration du nickel ajouté, la transmission moyenne dans le visible des couches déposées varie entre 72 et 80%. La zone de forte absorption suggère la présence de trois phases différentes dans les couches minces obtenues. Les mesures de la résistance ont montrés que les couches déposées en utilisant une concentration élevée du soufre sont plus efficaces dans la détection du rayonnement UV de longueur d’onde 356 nm en comparant avec la détection du rayonnement UV de longueurs d’onde 254 nm qui vient en deuxième position

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