Département de Génie Mécanique

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Effet du Lubrifiant Pollué Sur le Glissement et l'Usure D'un Engrenage
(2004) Mohamed Rafik SARI
Aujourd'hui, il est bien connu que la présence des particules polluantes dans l'huile de lubrification est inévitable. En effet, ces particules indésirables peuvent endommager les surfaces et conduire à la dégradation rapide des éléments de machines. L’objectif principal de cette étude est de montrer l'effet de la présence des particules solides de sable dans le lubrifiant sur le comportement à l'usure des contacts élasto hydrodynamiques roulants-glissants. Le contact entre dentures d'engrenages a été considéré. Par ailleurs, il est bien établi que l'engrènement entre dentures d'engrenages n'est pas un roulement pur. Ce dernier est accompagné d'un glissement relatif. Dans un premier temps, le glissement a été étudié théoriquement. En effet, cette partie d'étude concerne l’influence des paramètres géométriques de l'engrenage sur l'intensité de la vitesse de glissement. Expérimentalement, nous montrons l'effet de la combinaison ''glissement-pollution solide'' sur l'usure d'un engrenage droit. Les résultats montrent que l'usure la plus élevée se manifeste dans les zones à fort taux de glissement (Pied et Tête de denture), tandis que l'usure la plus faible se produit au niveau de la zone primitive (zone de roulement pur). Finalement, on peut conclure que l'usure des roues dentées est fortement accéléré avec la présence des particules de sable dans le lubrifiant
ETUDE DU COMPORTEMENT A L’USURE DES MATERIAUX DE COUPE MODERNES EN TOURNAGE DUR
(2005) YALLESE MOHAMED ATHMANE
Les outils de coupe en céramique mixte à base d'alumine et de carbure de titane (Al2O3 + TiC) ainsi que les CBN à base de nitrure de bore cubique et carbonitrure de titane sont largement convoités pour les opérations d’usinage des matériaux très durs et dans des conditions sévères. Ainsi, les objectifs de cette recherche se résument à étudier d'une part, l'effet des conditions de travail sur l'usure des matériaux de coupe modernes comme la céramique mixte (CC650), le nitrure de bore cubique (CBN7020) ainsi que le carbure métallique revêtu (GC3015). D'autre part, l'impact des conditions de coupe et de l'usure des outils sur la qualité des surfaces usinées est abordé en terme de rugosité. Des essais d'usure de longue durée ont été réalisés sur deux nuances d'acier (100Cr6 et X200Cr12) qui sont difficilement usinables de part leur dureté avoisinant un niveau de 60HRC. Lors de l’usinage de l’acier 100Cr6, les résultats des tenues montrent qu'à la même vitesse de 90 m/min, le ratio TCBN/TCC650 n’est que de 6,57 en comparaison avec le ratio TCBN/TGC3015 qui est de 38,33. Cependant, le ratio TCC650/TGC3015 donne une faible valeur de 5,8. Aux vitesses de coupe supérieures à 120 m/min, le CBN dépasse largement la céramique mixte en durée de vie et en qualité de surface. Les états de surfaces obtenues sont comparables à celles de la rectification dont la plage de Ra en µm est de 0,2 à 1,6. Une relation entre la rugosité de la surface usinée et l'usure VB de l’outil a été mise en évidence sous la forme d'une équation puissance. Cette dernière permet de décrire l'évolution de la rugosité à différentes vitesses de coupe. Ce travail présente également l'influence des conditions de coupe ainsi que celle de l'usure sur les efforts de coupe. L'usinage des aciers 100Cr6 et X200Cr12 s'est caractérisé par une génération de chaleur intense, principalement véhiculée par le copeau, et qui n'a pas affecté thermiquement la surface usinée de la pièce. Des modèles mathématiques exprimant la relation entre les éléments du régime de coupe et les paramètres technologiques (durée de vie, rugosité et effort de coupe) ont été proposés.
RESOLUTION DU PROBLEME INVERSE DE RAYONNEMENT D’UNE COQUE CYLINDRIQUE FINIE ET BAFFLEE AVEC ECOULEMENT INTERNE
(2007) Mohamed Cherif DJAMAA
Le travail proposé consiste en l’utilisation d’une méthode inverse pour remonter à des sources d’excitation (forces mécaniques ponctuelles ou réparties, pression acoustique etc.) à partir de la connaissance de la réponse vibratoire d’une coque cylindrique finie en présence d’un fluide intérieur en mouvement uniforme. En se servant de l’équation de mouvement de la structure et d’une partie du champ de déplacements, la méthode permet de calculer la distribution de la force après avoir exprimer les dérivées de quatrième ordre en terme de déplacements par un schéma aux différences finies. Au début, nous avons présenté le cas où la force agit sur une coque cylindrique dans le vide. A travers plusieurs simulations numériques, nous avons montré que lorsque les déplacements sont exacts la localisation est possible dans toute la bande de fréquence étudiée. Des hypothèses ont été posées afin de n’utiliser que les déplacements radiaux, faciles à mesurer, ont permis de conclure qu’elles sont valables uniquement au dessus de la fréquence d’anneau de la coque. Par ailleurs, lorsque les déplacements sont entachés avec les incertitudes, ici simulés numériquement, la distribution de force ne donne aucune possibilité pour accéder à la source de l’excitation. Alors, une procédure de régularisation du problème inverse, basée sur un filtrage dans le domaine des nombres d’onde, est proposée afin de réduire l’effet du bruit et qui a donné de bon résultat lorsque le niveau de bruit est proche à celui généralement observé lors d’une mesure réalisée par un bon instrument. Afin de valider l’approche, des simulations numériques ont été réalisées par le logiciel éléments finis (I-deas) permettant le calcul des déplacements à différentes fréquences d’excitation. Il a été montré qu’aux fréquences élevées et malgré les simplifications apportées dans l’opérateur de la coque, la localisation de la force est possible. Alors qu’en dessous de la fréquence d’anneau de la coque, même avec la prise en compte de l’opérateur, le nombre de modes qu’on a pu extraire (capacité de la station) n’ont pas permis d’assurer la convergence des déplacements. Les petites différences entre les déplacements exactes et ceux obtenus ici sont amplifiées par les dérivées d’ordre quatre et font que la distribution de force ne permet en aucun cas la localisation de la force. Des mesures de la vitesse radiale ont été réalisées par un vibromètre Laser à balayage dans le but de valider la simulation numérique. Nous avons montré que la distribution de force est très chahutée en raison des erreurs qui entachaient les valeurs mesurées en raison de la courbure de la surface de mesure. La technique de régularisation, présentée auparavant, a été appliquée afin de filtrer la distribution résultante.
Etude et Modélisation du Comportement en Régime Transitoire d’un Capteur Solaire Plan
(2007) Brahim Zitani
Le capteur solaire plan à eau est analysé et modélisé en utilisant un code programmé en FORTRAN, cette étude englobe l’étude de la course du soleil dans le ciel et les angles horaires et les caractéristique optiques de la vitre et l’absorbeur en fonction de l’angle d’incidence des rayonnements solaire sur la surface du capteur ainsi que les transferts de chaleur par convection rayonnement et conduction des différents composants du capteur, tout en tenant compte du cas de l’écoulement naturel de l’eau dans le capteur et du cas d’écoulement forcé assistée par une pompe. Des essais expérimentaux ont été conduits au niveau du l’institut de développement des énergies renouvelables de Ghardaïa sur les températures d’entrée et de sortie de l’eau du capteur solaire plan nécessaire pour la validation du modèle numérique, qui ont montrés une bonne concordance.
CONTRIBUTION A L’ETUDE DE L’ECOULEMENT DE JEFFERY-HAMEL
(2007) Rachid ADJABI
Cette étude présente une nouvelle théorie linéaire de faibles perturbations instationnaires de l’écoulement de Jeffery-Hamel d’un fluide visqueux incompressible, dans le but de mieux comprendre la stabilité dans le temps de l’écoulement permanent entre deux parois planes inclinées à partir d’une ligne source à leur intersection. L’équation qui régit cette perturbation élémentaire est une équation différentielle linéaire d’ordre quatre à variables, dans l’espace et dans le temps, séparables. La solution générale de cette équation différentielle ‘perturbée’ est représentée par la somme des solutions particulières du temps par l’intermédiaire d’une fonction de la forme 𝑒 𝑠𝑡 . Ainsi la stabilité de l’écoulement de Jeffery-Hamel de base exige que toutes les ‘fréquences’, s, qui sont en général complexes aient leurs parties réelles négatives, sinon cet écoulement est instable. A cet effet, des méthodes numériques stables sont utilisées pour l’amélioration, le contrôle, et l’évaluation de la précision de la solution numérique de l’équation différentielle ‘perturbée’ afin d’obtenir les signes réels de la ‘fréquence’, s, de la perturbation de l’écoulement de Jeffery-Hamel. Les résultats indiquent que pour un angle 𝛼 très faible, l’écoulement de Jeffery-Hamel de base ne peut être stable que pour des nombres de Reynolds 𝑅𝑒 où 𝛼 < 𝛼𝑐 (𝑅𝑒), 𝛼𝑐 (𝑅𝑒) étand l’angle d’ouverture du canal où la symétrie de l’écoulement de base est brisée, et instable pour des nombres de Reynolds 𝑅𝑒 où 𝛼 > 𝛼𝑐 (𝑅𝑒). Le modèle utilisé peut constituer une première étape pour l’estimation approximative du non-parallélisme de l’écoulement entre deux parois planes qui est une difficulté importante dans la théorie de la stabilité hydrodynamique.
Traitement mécanique de surface par brunissage des aciers XC48 et XC18 – Optimisation et caractérisation
(2007) Lakhdar LAOUAR
Un développement réel de l’industrie moderne repose essentiellement sur la qualité des produits finis, qu’on doit réaliser à un prix de revient minimal possible. Ceci peut être réalisé par la maîtrise de la technologie et son renforcement par la recherche scientifique. C’est dans cet esprit et pour ce but que ce travail a été développé. Le travail a été consacré à l’étude du procédé de parachèvement des pièces en acier par les traitements mécaniques de surface (TMS) par déformation plastique superficielle (DPS) en l’occurrence le brunissage, à l’élaboration des méthodes basées sur les plans d’expériences pour la maîtrise du procédé en vu de son intégration de manière efficace dans le processus de fabrication. Notre travail a pour directions principales : - l’étude des surfaces des pièces, notamment ses qualités physique et géométrique et leurs importances vis-à-vis du comportement en service ; - l’examen des procédés de préparation et de parachèvement des pièces par TMS ; - l’étude, l’application et la mise à jour du traitement au moyen de l’outil informatique. Plusieurs modèles basés sur les plans d’expériences ont été présentés, celui qui est retenu tout au long de ce travail est un modèle de second degré. Ce modèle a connu un développement plus large avec l’usage de l’outil informatique dans le souci de mener de façon plus précise les travaux de recherche, et d’effectuer une analyse des effets des paramètres du traitement par brunissage sur les qualités physiques et géométriques des surfaces réalisées. Pour vérifier l’apport du traitement envisagé, plusieurs essais ont été réalisés sur éprouvettes et échantillons simulant des pièces réelles de machines. 8 Les études et les essais réalisés ont permis de formuler plusieurs conclusions : - amélioration des caractéristiques mécaniques des surfaces traitées suite à l’écrouissage de la couche superficielle des matériaux produisant ainsi l’augmentation de la dureté. - amélioration de l’aspect de surface par la diminution de la rugosité grâce au nivellement de la couche superficielle. - la démarche entreprise selon le modèle de plan d’expériences adopté a permis le suivi et l’observation des tests avec aboutissement à l’optimisation des paramètres selon une approche très réaliste. - les matériaux considérés répondent convenablement aux traitements envisagés, néanmoins ces réponses se distinguent selon les propriétés intrinsèques relatives à chaque matériau. - les tests d’usure ont révélé l’effet bénéfique du procédé TMS par DPS conduisant au renforcement de la couche superficielle en garantissant une meilleure tenue par comparaison aux échantillons non traités. - les essais d’endurance sur éprouvettes normalisées ont permis de voir l’amélioration de la tenue en fatigue des pièces finies par traitement mécaniques de surface par rapport au procédé de finition classique (rectification). Les résultats de recherche ainsi obtenus, nous ont amenés à proposer l’intégration du procédé de parachèvement par TMS dans les gammes de fabrication des produits mécaniques industriels avec l’utilisation de l’outil informatique. Ceci permettra le meilleur contrôle du procédé dans le but d’améliorer le produit,
Etude des nouveaux matériaux de coupe et Leur aptitude à l’usinage
(2007) Slimane MEKHILEF
Actuellement on voit apparaître des associations de matériaux de coupe de base et de revêtements donnant les meilleurs résultats avec des accroissements de rendement. Ces matériaux vont du carbure de tungstène aux céramiques de nuances diverses bénéficiant généralement de revêtements physiques effectués en phase vapeur (PVD), Les céramiques mixtes revêtues à substrat micro grain jouent en usinage dur un rôle important offrant un plus grand nombre d’arêtes coupantes à meilleur prix et conduisant à éliminer les opérations finales coûteuses de rectification, elles peuvent représenter un intéressant succès dans des domaines d’usinage nouveaux en offrant une durée d’utilisation prolongée lors de l’usinage à sec. Dans ce travail des essais expérimentaux nous ont permet de déterminer avec la plus grande exactitude les différents mécanismes fondamentaux comme l’abrasion, la température, les chocs mécaniques et l’interaction chimique qui mettent hors d’usage notre outil de coupe. D’après les résultats nous conclure que certains types d’usure orientent la recherche vers certaines causes, fournissant une bonne indication de la manière dont l’outil et/ou le processus lui même d’usinage peuvent être modifiés pour améliorer non seulement l’outil mais aussi la performance de coupe.
COMPORTEMENT MECANIQUE ET RUPTURE DU HDPE SOUS ENVIRONNEMENTS CONTROLES
(2007) ALIMI LATIFA
De nos jours, les résines de polyéthylène de haute densité (HDPE) sont généralement transformées en tubes et assemblages à grande échelle pour construire des réseaux de transport et de distribution de gaz naturel. Les matériaux polymères sont largement utilisés par des applications industrielles diverses comme le transport de liquides sous pression. Plusieurs recherches sont axées sur la mise au point de nouvelles résines résistantes et durables dans les environnements agressifs. C’est le cas du polyéthylène de haute densité. Cette étude concerne la préparation et l’essai des éprouvettes standards usinées dans des conditions spécifiques. La Norme adoptée est ISO 527. L’effet des milieux agressifs comme les solvants à base de benzène et les bases est discuté en fonction des durées d’exposition. Les résultats sont exprimés sous forme de propriétés mécaniques standards ( , , , , .. ) E y CD u y σ σ σ ε . Il ressort que l’altération est importante et varie proportionnellement à la durée d’exposition. L’atténuation de E et de σ y peut arriver jusqu’ à 25% de la valeur de départ. Au niveau mécanismes, il est avancé la dégradation des chaînes moléculaires (segmentation) et aussi le durcissement qui favorise la fragilisation sous l’effet de forces externes
ETUDE DE L’INFLUENCE DES DEFORMATIONS ELASTIQUES ET DES EFFETS THERMIQUES SUR LES CARACTERISTIQUES DU CONTACT DANS UN PALIER HYDRODYNAMIQUE LOURDEMENT CHARGE
(2007) Youcef Amine MASMOUDI
Dans ce mémoire, on s’intéresse à l’étude de la lubrification hydrodynamique des paliers lisses, qui traite essentiellement des deux grandes parties : la première portant sur l’analyse de l’influence des déformations élastiques sur le comportement statique du palier, la deuxième ayant pour objectif d’analyser l’influence des effets thermiques sur la lubrification. On développe au préalable un modèle élastique semi-analytique basé sur la formulation du problème élasto-statique dans le plan complexe pour le calcul des champs de contraintes et de déplacements dans les milieux élastiques. Ceci permet de traiter les cas de solides de formes géométriques simples à utilisation fréquente tels que, les tubes et les secteurs cylindriques. Une fois validé ce modèle est intégré ensuite dans le procédé de calcul élasto hydrodynamique (EHD), dont la résolution du problème est effectuée par la méthode des différences finies avec calcul itératif. Dans la deuxième partie qui tient compte de l’influence des variations de la température sur la lubrification hydrodynamique des paliers lisses, on met au point un modèle numérique comportant essentiellement trois équations différentielles, régissant la distribution des pressions et des températures au sein des paliers. Ce modèle dit thermo-hydrodynamique (THD) contient un ensemble de procédés de calcul itératif basé sur la méthode de Gauss Seidel. Finalement, on compare les résultats de calcul EHD avec ceux de THD en se référant au calcul hydrodynamique (HD) isotherme.
Etude d'un cycle frigorifique transcritique au CO2 muni d'un détendeur à éjecteur
(2008) SAADI ZINE
En raison des changements climatiques et réchauffement de la planète et des futures législations sur l’utilisation des frigorigènes, de nouveaux fluides doivent être envisagés dans les systèmes de conditionnement d’air et de pompes à chaleur. En effet, la réfrigération au travers des fluides utilisés, est un acteur important de la pollution de l’atmosphère par les gaz fluorés. A cet égard, le CO2 (R744) paraît être l’un des frigorigènes les plus prometteurs et suscite beaucoup d’intérêt dans les domaines industriel et scientifique. Sa pression de vapeur est bien plus élevée que celle d’autres frigorigènes classique et sa température critique est d’environ 31°C, ce qui implique un fonctionnement en régime supercritique où la condensation par refroidissement n’est plus possible. L’inconvénient majeur de ce type de cycle (cycle transcritique au CO2) est la perte énergétique importante lors de la détente isenthalpique du CO2 principalement due aux irréversibilités se produisant lors de cette transformation. Cette étude présente une analyse théorique d’une machine frigorifique transcritique à CO2 munie d’un détendeur à éjecteur. Ce dernier remplace le détendeur d’une machine frigorifique transcritique à CO2 classique pour améliorer les performances de la machine frigorifique en réduisant les pertes du processus de détente. Les différentes études entreprises sur ce thème de recherche montrent que les performances du système sont liées aux paramètres thermodynamique et géométriques de l’éjecteur. De ce fait en utilisant un modèle mathématique monodimensionnel basé sur les principes de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie, l’éjecteur est dimensionné en régime optimal pour une puissance frigorifique de 10 kW. Par ailleurs, le coefficient de performance (COP) du système ainsi que le gain énergétique (COP/COPb) réalisé par rapport au cycle de base sont déterminés dans les mêmes conditions de fonctionnement que celles du dimensionnement de l’éjecteur. Ainsi, pour une pression de refoulement du compresseur de 100 bar le (COP) de la machine est multiplié par environ 1,72. Enfin, l’effet de la pression de refoulement du compresseur ainsi que celui de la surchauffe à l’évaporateur sur les performances de la machine frigorifique transcritique à CO2 munie d’un détendeur à éjecteur sont examinés.
Conception et simulation numérique des caractéristiques mécaniques des pipelines
(2008) Abdelmoumene GUEDRI
La limite d’élasticité et la ténacité sont deux propriétés d'emploi fondamentales demandées aux aciers pour pipelines. Elles répondent chacune à une demande bien précise. Un meilleur compromis entre ces propriétés antagonistes motive notre étude. L’amélioration de la soudabilité et la capacité de résistance à la fatigue et à la corrosion, passe par la maîtrise en premier lieu du procédé d’élaboration des bandes à tubes. L'industrie de canalisation du gaz naturel et du pétrole met en application les procédures de gestion complète d'intégrité pour satisfaire les demandes de nouveaux impératifs de normalisation et d'intérêts publics. L’endommagement par fatigue constitue une menace à cette intégrité. Dans ce contexte cette thèse a été proposée dont les buts sont multiples : A la base d’une étude statistique et suite aux diperssions des conditions de laminage laminoir à chaud LAC1 / (Elh-ISF)2 , une étude thermomécanique a été nécessaire. Au premier temps, les tests de chauffage et de refroidissement ont apporté les premiers signes au sujet des points de transformation. Les investigations suivantes au dilatomètre avec déformation ont rendu possible, la détermination de ces points de transformation pour l'acier de (Elh-ISF). Ensuite des essais de torsion aux températures de déformation entre 1150 et 700°C, et régimes de déformation entre 0,2 et 5 [s -1], ont été réalisés. Ces résultats servent de base aux modèles mathématiques, qui peuvent être employés pour prévoir les forces de laminage, les couples, la puissance d'énergie .etc. Les résultats du traitement statistique sur une population de 1009 bobines montrent l’influence considérable des températures de fin laminage et de bobinage. Cependant, le refroidissement contrôlé après le laminage devrait avoir comme conséquence la production de bandes qui fournissent une excellente combinaison de la résistante et de la ténacité. Le bobinage à une température appropriée tire profit du renforcement de la précipitation, donnant à nouveau lieu au durcissement structural et également à une amélioration de la limite élastique et de la ténacité de l'acier. La température de bobinage est un paramètre décisif parce qu'elle détermine le début de la formation des précipités fins. Par conséquent, quatre systèmes de refroidissement ont été employés, afin de simuler les conditions de laminage d'un procédé TMCP3 réel, et vérifier les possibilités d’améliorer les propriétés mécaniques de l’acier à tube. Les résultats des simulations s’ajoutent à la base employée pour valider le modèle de prédiction des caractéristiques mécaniques basé sur une régression neuronale. Ce modèle servira comme moyen d’optimisation des paramètres de laminage en fonction de la composition chimique. L’influence de chaque paramètre a été analysée et bien cernée. Enfin, l’aspect fatigue et plus précisément l’étude de la propagation des fissures dans deux types d’acier pour tubes, un acier micro-allié de type API-X60 et un acier inoxydable austénitique de type AISI 304L, ont été étudiés. La simulation numérique de l’endommagement par fatigue s’appuie sur les données de fatigue oligocyclique. Cette approche admet l’hypothèse implicite que le comportement dans la zone endommagée à l’extrémité d’une fissure est caractérisé par le comportement d’une mini éprouvette de fatigue oligocyclique. Les résultats des simulations sur une éprouvette de type CT ont été réalisés pour établir des courbes de vitesse de propagation de fissure. Ces résultats sont comparés avec ceux obtenus directement par la simulation d’une fissure longitudinale dans un tube
EFFETS DES POLLUANTS SOLIDES DES LUBRIFIANTS SUR LES SURFACES DES ROUES DENTEES
(2008) Mohamed Rafik SARI
L’étude des effets de la pollution solide des lubrifiants est le centre d’intérêt de nombreuses études dans ces dernières années. En effet, la présence des particules polluantes dans les lubrifiants est inévitable. Ces particules indésirables peuvent endommager les surfaces et conduire à la fatigue et à l’usure des éléments de machines. L’objectif principal de cette étude est d’une part de mieux comprendre le phénomène de la pollution solide de la lubrification et d’autre part, d’appréhender l’usure abrasive des surfaces, lié à ce type de problème. Dans un premier temps, le glissement et l’usure ont été étudiés numériquement. Il s’agit tout d’abord, d’étudier le glissement en fonction de l’angle de roulement du pignon 1 et de voir l’effet des paramètres géométriques sur son intensité. Après, un modèle linéaire simulant l’usure dans un engrenage droit a été développé. Dans ce modèle, l’approche simplifiée d’une pression constante tout au long du cycle de fonctionnement de l’engrenage est utilisée. Ici on s’intéresse à l’effet du glissement spécifique sur l’usure en fonction du nombre de cycles à différentes charges de fonctionnement. D’un point de vue expérimental, nous nous intéressons à l’usure des pièces mécaniques lubrifiées dans un environnement poussiéreux sévère. Cette partie tente de répondre aux questions relatives à l’effet de la présence de corps solides en suspension dans les lubrifiants sur les surfaces des roues dentées. Nous montrons que l’utilisation d’un lubrifiant pollué par le sable très fin provoque des usures notables aux premiers cycles de fonctionnement surtout dans les zones à fort glissement. Nous observons également que la présence des grains abrasifs dans l’huile de lubrification favorise le frottement et par conséquent l’augmentation de la température dans les massifs en contact. Ces particules polluantes qui favorisent l’usure et le frottement influent d’une manière considérable sur l’état de surface.
ETUDE DU CONTACT SEGMENT RACLEUR/ CHEMISE DANS UN MOTEUR À COMBUSTION INTERNE
(2008) Amar AYAD
La consommation d'huile dans un moteur à combustion interne, est une source importante de pollution et d'émission de particules, de grands efforts se font par les constructeurs pour réduire au maximum l'impact de cette consommation sur les émissions du moteur, et satisfaire les normes de pollution de plus en plus rigoureuses. Ceci exige donc l'avancement de la com‐ préhension des caractéristiques, sources, et mécanismes entraînant ce problème. Les cher‐ cheurs dans la dernière décennie avaient essayé d'étudier les sources et les mécanismes de cette consommation, mais contrairement au mécanisme de consommation dans le carter du vilebrequin (Blow by), le mécanisme de consommation par le contact segment chemise n'a pas été entièrement caractérisé. Les pertes par frottement dues aux segments expliquent approximativement 20% de toutes les pertes mécaniques dans les moteurs. Une réduction de frottement résulte un rendement plus élevé, une consommation de carburant inférieure et des émissions de gaz réduites. Le but de cette étude est de développer une conception de segment racleur de bas‐frottement pour améliorer l'efficacité de moteur, sans compromettre la consommation d'huile, l'usure, ou le coût. Ce sont des objectifs souhaitables aujourd'hui pour les fabricants de moteur car elles ten‐ dent d'améliorer les performances des moteurs dans un temps où on parle de plus en plus sur le problème de réchauffement climatique. Dans ce travail, un modèle a été développé pour étudier la lubrification du contact segment racleur/chemise. Ce modèle théorique de lubrification considère les effets combinés de la va‐ riation de la température du film d'huile, ainsi que l’état de surface du segment et de la che‐ mise, et cela pour un moteur diesel de la société national des véhicules industriels (SNVI). Dans ce modèle, l'équation modifiée unidimensionnelle de Reynolds basée sur le modèle de Patir et Cheng est employée pour déterminer la distribution de pression. L'équation d'énergie unidi‐ mensionnelle est appliquée pour calculer la distribution de la température du film d'huile, en raison de la chaleur produite par la combustion. D'une part, dans l'analyse de l'équation d'énergie modifiée, une température constante équivalente à la température de la chemise est assumée. Des résultats numériques de l'épaisseur du film d’huile, les distributions de pression, la température de la chemise, la force de frottement, les effets combinés de la variation des aspérités sur le film d'huile et la lubrification sont clarifiés. Différentes configurations de forme géométriques du segment ont été utilisées. Enfin, à partir des résultats obtenus à la suite de ces travaux, des nouveaux dessins de sur‐ face peuvent être générés à l’aide de l’outil de calcul, ainsi que l’état de surface, ces nouvelles textures présentent des performances a priori intéressantes, qui mériteraient d’être vérifiées expérimentalement.
APPLICATION DE LA TRANSFORMEE PAR ONDELETTES A L’ETUDE ET L’ANALYSE VIBRATOIRE DES SYSTEMES MECANIQUES
(2008) Abderrazek DJEBALA
Le travail présenté dans cette thèse entre dans le cadre de l’optimisation de méthodes pour la détection des défauts induisant des chocs, notamment ceux engendrés par les roulements. En effet, une étude théorique poussée a été réalisée sur un modèle mathématique simulant des chocs, l’objectif étant l’optimisation de la sensibilité de plusieurs indicateurs scalaires afin, d’une part, permettre la détection la plus précoce possible et d’autre part d’en déduire l’indicateur le plus adapté à la détection des défauts de chocs. Remarquant le grand effet néfaste du bruit aléatoire et des fréquences parasites sur le kurtosis et le facteur de crête, une nouvelle approche a été développée. Celle ci porte sur l’optimisation de l’analyse multirésolution en ondelettes afin de l’adapter au traitement de signaux de chocs. A ce propos, plusieurs paramètres ont été choisis et optimisés ce qui a permis une nette amélioration de la sensibilité des indicateurs scalaires et un grand apport en gain de détection même dans les conditions les plus extrêmes. La validation expérimentale a été réalisée sur un grand nombre de roulements à billes à contact radial et à rouleaux cylindriques. Le but est de prouver, d’une part, l’influence des paramètres étudiés auparavant dans la simulation et d’autre part l’apport de l’analyse multirésolution en ondelettes dans l’amélioration de la sensibilité des indicateurs scalaires et par suite dans la détection des différents défauts simulés sur les roulements. Une analyse de variance et une application industrielle ont également été réalisées.
Etude et amélioration du rendement de la conversion photothermique du capteur solaire
(2008) BOURAGBI Lakhdar
L’objectif du présent travail consiste à étudier en régime permanant le rendement de la conversion photothermique de l’énergie solaire d’un capteur solaire plan utilisé dans les installations solaire à eau chaude sanitaire. Pour atteindre notre objectif on a étudié la conversion de l’énergie solaire ainsi les caractéristiques d’un capteur solaire plan puis on à montrer les principaux paramètres qui influe sur le rendement global du capteur (inclinaison, débit du fluide, nombre des vitres, effet de serre, vide entre absorbeur et vitre, et la sélectivité), a la fin on a fait une analyse exergétique global du super-système (Soleil + Capteur + Environnement) et a travers l’optimisation du rendement exergétique on a obtenu une liaison entre le rendement thermique ,le débit et la température du fluide a la sortie. Afin de faciliter ce travail on a développé un logiciel de calcul des principaux paramètres et caractéristiques de ce capteur et l’éclairement solaire global au sol.
Etude de l’endommagement et de la fiabilité des engrenages à dentures droites en polyamide 66
(2008) Walid GHALLOUDJ
Les engrenages occupent une place spéciale dans les systèmes mécaniques. C'est la façon la plus économique pour transmettre de la puissance et un mouvement de rotation dans des conditions uniformes. L'importance de l'engrenage, comme élément mécanique nécessaire et idéal, est démontrée par la vaste gamme qu'on trouve dans toutes les industries. La performance des engrenages en plastiques telles que le téréphtalate polyacetal (POM) et le polyamide (PA) est liée à leur capacité à résister l’usure. Les polyamides sont utilisés comme matériaux pour engrenages en plastique moulé par injection. Les engrenages en plastique ont plusieurs avantages en comparaison avec les engrenages en métal, telles que le poids léger, le bruit réduit, et le degré de liberté élevé dans la géométrie des engrenages. L’objectif de ce travail étant d’étudier l’usure des roues dentées en polyamide « PA66 », l’investigation concerne la détermination de l’évolution de cette usure dans un contact sec, lubrifié à l’eau, lubrifié à un mélange d’eau et de détergent à base de phosphate. L’influence de l’environnement d’essai sur le comportement d’usure des engrenages, indique que l’air (usure à sec) provoque une usure moindre par rapport à l’eau et au mélange eau avec détergent. Dans les contacts avec lubrifiant, l’usure revient au fait qu’il existe une absorption remarquable sur les pignons en PA, chose qui est absente dans les contacts non lubrifiés (à sec). Les résultats collectés indiquent qu’il existe une réelle influence sur la durée de vie des engrenages en service. Les résultats obtenus de l’approche expérimentale ont servi à une étude de fiabilité par le logiciel Phiméca dans le cadre d’un couplage mécano-fiabiliste.
Diagnostic des défaillances basé sur l’analyse vibratoire d’une turbine à vapeur
(2008) Bensana Toufik
Cette étude est consacrée à la maintenance conditionnelle par analyse vibratoire, domaine d’activité qui constitue une part de plus en plus importante des dispositions permettant de rentabiliser l’instrument de production industriel. Elle propose une méthodologie expérimentale d’aide à la détection et au suivi vibratoire des défauts des machines tournantes. L'augmentation des vibrations permet de détecter un défaut, l'analyse des caractéristiques des vibrations de la machine permet d'en identifier la cause. On peut ensuite déduire avec précision le délai avant qu'il ne devienne critique. Dans notre travail, nous donnons une méthodologie pour l'application de l'analyse fréquentielle en maintenance prédictive dans le cas d'une turbine à vapeur à haute pression. Dans cette thèse, nous proposons trois méthodes de suivi et de diagnostic des défauts des turbines à vapeur, premièrement le suivit de courbes de tendance, la deuxième est l’analyse spectrale et la troisième c’est l’analyse par l’orbite cinétique. D’après notre expérience appliquer au niveau de l’entreprise ASMIDAl et a l’aide des moyens de mesure très sophistiqués (appareille portable VIBROTEST 60 +logiciel de traitement VIBROEXPERT CM-400) et la mise au point des capteurs de vibration (accéléromètre +sonde de déplacement) on a montré que la ligne d’arbre de la turbine à vapeur présent les anomalies suivantes : Problème de désalignement parallèle au niveau du palier (02). Balourd d’origine thermique+ phénomène du tourbillon d’huile au niveau du palier (03) Phénomène d’instabilité du filme d’huile au niveau du palier (04) Cela nous a obligé de faire appelle à des interventions efficace en vie de rendre le groupe turbocompresseur en état de bon fonctionnement. Les résultats expérimentaux obtenus sont claire et efficace, nous a permis de mettre en œuvre un bilan complet sur l’état de santé de la machine et permettes au futur d’améliorer les compétences pratiques, de gagner du temps et de rentabiliser l’unité de production
MODÉLISATION DU COMPORTEMENT VIBRATOIRE ET ACOUSTIQUE D’UN PONT DE LA CHAUSSÉE LORS DU PASSAGE DES VÉHICULES
(2008) Abdelouahab REZAIGUIA
L'analyse du comportement dynamique des ponts lors du passage des véhicules est un sujet qui a fait l'objet de réflexions auparavant et continue d'être d'actualité. Les véhicules traversants les ponts à grandes vitesses peuvent engendrer des effets dynamiques importants et doivent être étudiées en simulant effectivement les réponses dynamiques du pont et des véhicules. L'un des objectifs de cette simulation est de déterminer les facteurs d’amplification dynamique qui majorent les effets statiques pour vérifier les états limites des dalles de roulement. Ce problème d'amplification dynamique reste sensible et préoccupant du fait de l'augmentation du trafic routier, tant sur le plan des intensités et de la fréquence de passage, que sur celui des vitesses de circulation. Dans ce contexte, nous présentons une modélisation vibroacoustique d'un pont de la chaussée multi-travées lors du passage d'un véhicule avec la prise en compte de l'interaction dynamique pont-véhicule et des irrégularités aléatoires du profil de la chaussée. Le chapitre premier présente une introduction sur la problématique du comportement vibroacoustique des ponts lors du passage des véhicules et des trains. Une synthèse bibliographique est donnée sur les différentes recherches qui ont été menées dans ce domaine pour étudier la dynamique des ponts et pour modéliser les forces d'interaction. Au chapitre deux, on a complété la modélisation vibratoire d'un pont ferroviaire lors du passage d'un train, travail réalisé pendant la préparation du diplôme de Magister, par l'introduction des irrégularités aléatoires du profil de chemin de roulement ainsi q'une étude acoustique permettant le calcul du bruit de roulement rayonné par le pont. Le pont est modélisé par une poutre continue dont les appuis intermédiaires sont modélisés par des ressorts linéaires de grandes rigidités. Chaque wagon du train est modélisé par deux systèmes oscillants à deux degrés de liberté. L'approche modale et l'intégration numérique de Newmark sont utilisées pour la résolution des équations du mouvement. Plusieurs résultats sont présentées et validées. Nous présentons dans le troisième chapitre, une étude vibratoire d'un pont de chaussée à une seule travée lorsqu'il est soumis à l'action d'un véhicule qui est modélisé par des forces ou des masses mobiles. Le pont est modélisé par une plaque rectangulaire mince, de matériau isotrope, simplement appuyé sur deux bords et libre sur les autres bords. Les vibrations du pont sont régies par une équation aux dérivées partielles sur la base des hypothèses de Kirchhoff,
Etude théorique et méthodologie expérimentale du contact thermique intermittent : Influence de la fréquence et du coefficient de partage de la période sur le transfert thermique a l'interface
(2008) Salah-Eddine AZZOUZ
On justifie la présente étude par la nécessité de mettre à jour les phénomènes mis en jeu lors du contact intermittent. L’application d’un tel sujet la plus connue est celle du système siège-soupape dans les moteurs à combustion ou dans les compresseurs. Les industriels sont confrontés à des problèmes de maîtrise du refroidissement dans de tels systèmes. A travers l’étude théorique on a pu faire ressortir l’influence des paramètres d'intermittence sur le transfert à l’interface. Pour cela, il a été retenu deux situations : la première est relative au contact parfait et la seconde au contact imparfait. La première situation a permis d'établir que l'intermittence du contact introduit une pseudo résistance thermique (RIC) définie à partir de la densité de flux et des températures moyennes à l'interface. Lorsque le contact est parfait, la RICp est monotone décroissante suivant la fréquence et présente des valeurs appréciables, comparables à des valeurs courantes de résistance thermique de contact, notamment dans le domaine de fréquence inférieur à 20. Lorsque le contact est imparfait la RICi est également décroissante suivant f et tend asymptotiquement vers le rapport Rc/γ ; Rc étant la résistance thermique de contact statique. On propose aussi un modèle de flux transféré à travers un contact intermittent. L’idée de base dans cette modélisation c’est de considérer le contact intermittent comme une succession monotone de brusques mises en contact des deux solides. On s’est intéressé aussi à l’aspect d’instrumentation et à la résolution du problème inverse. Finalement une étude est faite sur un dispositif expérimental capable de reproduire aux mieux le contact intermittent aux hypothèses du problème
Modélisation de l'écoulement diphasique de l'ammoniac (R717) à travers un éjecteur d'une machine de climatisation tritherme
(2008) KHADRAOUI Rachedi

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