Mémoires de Master

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Modélisation et optimisation d’une turbine à vapeur industrielle à l’aide du logiciel HYSYS
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) ABBADI, Oussama
Ce mémoire explore les principes thermodynamiques et les applicationsindustrielles des turbomachines, en particulier le turbocompresseur 103J utilisé dans l’unité d’ammoniac de FERTIAL. L’étude combine une approche théorique,basée sur le cycle de Rankine avec resurchauffe, et une modélisation pratique via les logiciels EES (Engineering Equation Solver) et Aspen HYSYS
Étude des performances énergétiques d’une turbine à vapeur
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) DERRADJI, Lina
Cette tâche modeste concerne l'étude de la performance énergétique des installations industrielles de chauffage à vapeur. Diverses études menées au cours de cet article nous permettent de comprendre le phénomène d'adaptation de la fonction d'une centrale thermoélectrique. Les conclusions suivantes peuvent être tirées des résultats trouvés : - Le rendement global de la centrale a été évalué avec la prise en compte des valeurs decinque revenus possibles qui peuvent être calculés. - D’après les résultats obtenus, on constate que le rendement global de la centrale thermique vaut 29%. Cette valeur est très satisfaisante. Elle vous parlera de l'état de santé des tests installés. En fin de compte, cette étude nous a permis de comprendre le phénomène qui régule la fonction d'une centrale thermoélectrique et modifie ses performances.
Modélisation et application de la convection : Les dissipateurs thermiques
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) BERKOUS, Malek
Ce travail porte sur l’étude des transferts de chaleur avec un focus particulier sur la convection et l’utilisation des dissipateurs thermiques dans les systèmes électroniques et industriels. Le premier chapitre présente les notions fondamentales des transferts thermiques conduction, convection et rayonnement et décrit les différents types de dissipateurs (passifs, actifs, à refroidissement liquide), leurs matériaux constitutifs et domaines d’application. Le deuxième chapitre constitue un état de l’art détaillé des recherches récentes, mettant en évidence les méthodes d’optimisation du transfert thermique par l’ajout de chicanes, d’ailettes, de nanofluides, ou l’utilisation de géométries innovantes dans des canaux ou cavités. Enfin, le troisième chapitre aborde la formulation mathématique du problème de convection à travers les équations de Navier-Stokes et l’équation d’énergie, en détaillant les hypothèses simplificatrices, les grandeurs adimensionnelles, ainsi que les méthodes de calcul et de dimensionnement des dissipateurs. L’ensemble fournit une base théorique et pratique solide pour la modélisation et l’optimisation des systèmes de refroidissement.
Augmentation de l’efficacité énergétique d’une installation de turbine à gaz (centrale de draouch)
(Université Badji Mokhrar Annaba, 2025) BAZIZA, Amani
Cette étude a porté sur l’évaluation des performances énergétiques du cycle de Brayton en se concentrant sur les turbines à gaz utilisées dans diverses applications industrielles. Plusieurs techniques ont été explorées pour améliorer l’efficacité de ces turbines, à savoir le refroidissement intermédiaire du compresseur, la régénération et le réchauffage inter-turbine. Les principaux résultats obtenus démontrent que chacune de ces techniques apporte une amélioration significative au rendement global du système. Le refroidissement intermédiaire du compresseur a permis une augmentation du rendement de 0,68 %, portant le rendement final à 56,59%. La technique de régénération a quant à elle amélioré le rendement de 10,01%, avec un rendement final de 61,84%. Enfin, le réchauffage inter-turbine a montré l’efficacité la plus notable, augmentant le rendement de 37,68% pour atteindre un rendement final de 77,39%. De plus, l’injection de vapeur d’eau en amont de la chambre de combustion s’est révélée particulièrement efficace. Non seulement elle augmente sensiblement le rendement des turbines à gaz, mais elle permet également de réduire les émissions de NOx, contribuant ainsi à la lutte contre la pollution atmosphérique. Cette technique est d’autant plus pertinente dans le contexte de la hausse des prix des hydrocarbures et des conditions climatiques extrêmes du sud du Sahara algérien.
Energy performance enhancement of steam turbines
(Université Badji Mokhtar annaba, 2025) JNAID, Mahmoud
Cette étude examine la performance thermodynamique des turbines à vapeur et explore des techniques d'amélioration visant à accroître leur efficacité dans les systèmes de production d'énergie industrielle. La recherche commence par une présentation théorique des turbomachines, notamment des turbines à gaz et à vapeur, en mettant en avant leurs classifications, principes de fonctionnement et importance industrielle. Un contexte réel est établi à travers l'étude de cas du complexe fertial en Algérie, où les turbines à vapeur jouent un rôle clé dans la production d'énergie et d'engrais. Une analyse de base d'une turbine à vapeur fonctionnant selon les cycles de Rankine et de Hirn est réalisée à l'aide de données opérationnelles réelles. Les composants clés chaudière, pompe, turbine et condenseur sont étudiés en détail, et des indicateurs de performance tels que le travail spécifique, le rendement thermique et l'efficacité globale dusystème sont calculés. Sur cette base, deux stratégies d'amélioration thermodynamique sont évaluées : le réchauffage et l’extraction de vapeur. Ces techniques sont mises en œuvre et comparées en fonction de leur impact sur les performances thermiques, la récupération d'énergie et la consommation de combustible. Les résultats montrent que le cycle avec réchauffage atteint un rendement thermique de 34,3 % et une puissance de 46,75 MW, tandis que le cycle à extraction permet une économie de combustible avec une efficacité globale de 29,72 %. Les résultats démontrent que l'application de modifications thermodynamiques éprouvées permet des gains significatifs en efficacité énergétique et en performance opérationnelle. Ce travail offre des perspectives concrètes pour l'optimisation des systèmes à turbines à vapeur et constitue une base pour des recherches futures dans les technologies énergétiques durables.
Simulation thermodynamique d'un échangeur de chaleur à plaques à courants croisés
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) ZIAME, Houyem
L’échangeur de chaleur joue un rôle essentiel dans les sociétés industrielles en tant que point central de toutes les transformations énergétiques. L’objectif de cette étude est d’optimiser le transfert thermique dans un échangeur de chaleur à plaques en réalisant une simulation numérique tridimensionnelle de l’écoulement de l’eau (chaude et froide) à l’aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Les résultats obtenus indiquent que l’échangeur à plaques avec un écoulement à courant-croisés offre des performances supérieures en matière de transfert de chaleur
Effet de la rugosité de départ sur la qualité de surface réalisée par le traitement par brunissage
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) KHELALFA, Zakarya
Ce projet de fin d’études s’inscrit dans le contexte d’une amélioration continue des procédés de fabrication mécanique, dans un environnement industriel de plus en plus exigeant en termes de qualité, de précision et de compétitivité. L’objectif principal était d’optimiser la qualité de surface obtenue lors d’une opération de tournage, en s’appuyant sur une méthode rigoureuse basée sur les plans d’expériences.Pour ce faire, nous avons tout d’abord étudié les principes fondamentaux de l’usinage, en mettant en évidence l’influence des paramètres de coupe sur la rugosité de la surface.Ensuite, nous avons exploré les plans d’expériences, notamment les plansd’expériences factoriels complets et les plans de Box-Behnken, permettant une analyse structurée et efficace des effets des facteurs influents. Enfin, nous avons effectué une étude expérimentale portant sur l’usinage du matériau 30CDV12 8, très répandu dans l’industrie mécanique, afin d’identifier les conditions de coupe les plus favorables à une finition de surface optimale.
Influence des paramètres de coupe sur la rugosité de surface lors du fraisage de l'acier Z200C12
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) NESSAIFIA, ANIS
Ce document aborde les procédés d’usinage et de traitements thermiques appliqués aux matériaux, en particulier l’acier. Il est structuré en trois chapitres. Le premier présente les notions de base sur l’usinage, les types de fraisage, les paramètres de coupe et l’impact sur la qualité des surfaces. Le deuxième chapitre traite des différents traitements thermiques comme la trempe, le revenu et le recuit, en détaillant les méthodes de chauffage, de maintien et de refroidissement. Le troisième chapitre expose une étude expérimentale sur le matériau Z200C12, incluant les conditions d’usinage et les effets des traitements thermiques. Ce travail met en évidence l’importance de l’optimisation des procédés pour améliorer la performance des matériaux usinés.
Development of a CNC machining process plan for a part using CAMWorks software
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) MAHAMDIA, Zouhir abd eljalil
This graduation project focuses on the development of a CNC machining process plan for a mechanical part using CAMWorks software. The objective of the work is to demonstrate the digital manufacturing workflow from part design to machining simulation. A specific part was selected, then modeled in 3D using SolidWorks. Following the design phase, CAMWorks was used to define the machining operations, select appropriate tools, generate toolpaths, and simulate the CNC machining process. The project highlights the advantages of computer-aided manufacturing in terms of precision, time-saving, and optimization of production. This work emphasizes the integration between design and manufacturing stages using modern CAM tools.
Étude des performances énergétiques d'une turbine à gaz
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) SAD SAOUD, khaled
Ce mémoire présente une étude énergétique approfondie d’une centrale thermique à cycle combiné exploitant une turbine à gaz de type MS9001FB, située à Koudiet Draouch. Le travail commence par une description technique du procédé et des principes de fonctionnement de la turbine à gaz. Une analyse thermodynamique du cycle de Brayton est ensuite réalisée, dans les cas idéal et réel, afin d’évaluer le rendement énergétique. Une attention particulière est portée à l’effet de l’injection de vapeur d’eau sur la performance de la turbine. Enfin, une simulation a été effectuée à l’aide du logiciel Aspen HYSYS pour modéliser le comportement global de l’installation et valider les résultats obtenus. Les conclusions confirment l’intérêt de cette technique pour l’optimisation énergétique des cycles combinés.
Etude et réalisation de la gamme d’usinage de l’arbre d’entrainement du tour conventionnel CERLIKON DM5A
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) Boumedienne, Lotfi
Ce projet vise à développer les compétences dans le domaine de fabrication de pièces mécaniques et à préparer le cycle d’analyse et de réalisation selon les moyens disponible. La première partie aborde les généralités sur production mécaniques et le bureau de méthodes, ainsi que les taches entreprises pour trouver des solutions spécifiques à la fabrication de diverses pièces mécaniques dans les délais définis et à moindre cout. La deuxième partie traite le calcul de vérification de l’arbre d’entrainement. La troisième partie présente l’analyse et la réalisation de l’arbre d’entrainement du tour CERLIKON DM5, avec le calcul du temps et de la puissance pour chaque opération. Ce travail reflète l’effort de l’ingénieur dans la planification de la fabrication d’un ensemble de pièces, visant à réduire les couts et les délais en exploitant toutes les machines disponibles, et en les comparants à des appareils offrant une vitesse de travail accrue et une réduction des couts.
Traitement semi-analytique de l’écoulement d’un nano-fluide hybride à travers un dièdre
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) NOUAOURIA, Yasmine
Ce mémoire est consacré à l’étude semi-analytique des effets conjoints du champ magnétique,du gradient de pression externe et de la fraction volumique des nanoparticules sur le comportement dynamique de la couche limite laminaire se développant à travers un dièdre dans un écoulement uniforme d’un nanofluide hybride. En utilisant les variables de similitude appropriées, les équations différentielles partielles non linéaires gouvernantes ont été transformées en une équation différentielle ordinaire non linéaire du troisième ordre. Cette équation a été résolue analytiquement à l’aide de la méthode de décomposition d’Adomian (ADM), une méthode semi-analytique efficace pour résoudre des équations différentielles non linéaires. Les résultats obtenus ont été comparés avec ceux fournis par la méthode numérique de Runge-Kutta d’ordre 4 (RK4), utilisée comme guide. Cette comparaison a montré un excellent accord entre les solutions analytiques et numériques, validant ainsi l’efficacité de la méthode ADM dans ce contexte. Les effets du champ magnétique, du gradient de pression et du type de nanofluide sur l’évolution du profil de vitesse et du coefficient de frottement ont été illustrés graphiquement, mettant en évidence des comportements intéressants, notamment une stabilisation du profil de vitesse due à l’effet de la force de Lorentz qui s’oppose à la direction de l’écoulement.
Influence de la vitesse de coupe sur l’usure et la rugosité lors de l'usinage de l'acier C30 avec des outils en carbure métallique revêtu et non revêtu.
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) SAADI, Mohamed nassim
Le travail présenté consiste à étudier l’effet de la vitesse de coupe sur le couple "Outil-Pièce" en tournage. Les expériences ont été réalisées sur des éprouvettes en acier C30. L’usinage a été fait avec deux nuances de matériau à outil ; l’une en carbure métallique non revêtu (P35) et l’autre en carbure métallique à triple revêtement (GC4015). Les essais ont étés effectués à différentes conditions de travail, afin de déterminer l’influence directe de chaque facteur (vitesse de coupe Vc, vitesse d’avance f, profondeur de passe ap). Les paramètres technologiques, constituant l’objectif ou l’étude sont, le comportement à l’usure des outils testés et la qualité de la surface usinée. Les résultats obtenus montrent que les paramètres de sortie étudiés sont en étroite corrélation avec les conditions de travail. L’outil en carbure revêtu (GC4015) a exprimé une meilleure tenue à l’usure par rapport au carbure non revêtu (P35). Les courbes du suivi de l'usure en fonction du temps montre que l'allure de cette dernière obéit à la loi universelle de l'usure de n'importe quelle pièce mécanique. Les résultats montrent aussi qu’avec l’évolution de l’usure la qualité de la surface se détériore. Ceci s’explique d’une part par l’accroissement progressif de l’usure suivant la surface d’attaque et de dépouille de l’outil.
Etude semi-analytique de l'écoulement d'un nanofluide trihybride à travers une plaque plane
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) RAHIM, Dhoha
Dans ce mémoire, une attention particulière a été dédiée aux effets du champ magnétique transverse, du gradient de pression externe et de la fraction volumique des nanoparticules solides sur le comportement dynamique de la couche limite laminaire dans un écoulement d’un nanofluide trihybride le long d’une plaque plane. Le nanofluide considéré est une suspension de nanoparticules de cuivre (Cu), d’oxyde de cuivre (CuO) et d’argent (Ag) dans un fluide à base d’éthylène glycol (EG) choisi en raison de ses propriétés thermophysiques améliorées. En appliquant les transformations de similarité appropriées, les équations différentielles partielles non linéaires régissant l’écoulement ont été réduites en une équation différentielle ordinaire non linéaire du troisième ordre. Celle-ci a été résolue analytiquement à l’aide de la méthode de décomposition d’Adomian (ADM), une méthode semi-analytique puissante permettant d’obtenir des solutions précises sans recourir à la discrétisation. L’étude met en évidence l’effet du paramètre magnétique ‘’M’’, du gradient de pression ‘’m’’,ainsi que de la fraction volumique des nanoparticules trihybrides sur le profil de vitesse 􀝂′(􀟟) et sur le coefficient de frottement caractérisé par la constante 􀝂′′(0). Les résultats, illustrés graphiquement, révèlent que la présence du champ magnétique améliore significativement la stabilité de l’écoulement, en réduisant notamment les risques de retour d’écoulement. Afin de valider la fiabilité de la méthode ADM utilisée, une comparaison a été effectuée avec laméthode numérique de Runge-Kutta d’ordre 4 (RK4). Les résultats montrent une excellente concordance entre les deux approches, confirmant l’efficacité et la précision de la méthode semianalytique adoptée.
Analyse vibratoire du composites stratifiées renforcées par des fibres naturelles et synthétiques
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) ZIROURI, Hamza
Ce travail de Master porte sur l’analyse vibratoire de composites stratifiés renforcés par des tissus en fibres de jute (TFJ), combinés à des fibres synthétiques telles que les fibres de verre (MFV) et les fibres d’aramide (Kevlar, TKV), avec deux types de matrices : polyester et époxy. L’étude expérimentale a consisté à déterminer les fréquences propres et les coefficients d’amortissement des différents matériaux afin d’évaluer leur comportement dynamique. Les résultats montrent que le renforcement par un plus grand nombre de plis TFJ améliore significativement la rigidité des composites, comme en témoigne l’augmentation notable des fréquences naturelles. Par ailleurs, le remplacement des fibres de verre par des fibres de Kevlar entraîne une légère augmentation des fréquences propres et surtout un accroissement marqué des coefficients d’amortissement, rendant ces matériaux adaptés aux applications nécessitant une bonne dissipation d’énergie vibratoire. L’influence de la matrice est également cruciale : les composites à matrice époxy présentent des coefficients d’amortissement élevés mais une rigidité moindre, tandis que ceux à matrice polyester offrent une meilleure rigidité avec un amortissement plus faible. Le composite 2MFV–4TFJ à matrice polyester s’est révélé être le plus performant, combinant rigidité élevée et faible amortissement, ce qui le rend particulièrement adapté aux structures porteuses soumises à des sollicitations dynamiques. Cette étude met ainsi en lumière l’importance du choix des fibres, de leur disposition et de la matrice pour optimiser le comportement vibratoire des matériaux composites stratifiés.
Contribution a l'amélioration de la qualite des constructions soudées
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) DEROUICHE, Rami
L’amélioration de la qualité des constructions soudées représente un enjeu majeur dans de nombreux secteurs industriels, notamment l’aéronautique, l’automobile, et le génie civil. À travers cette étude, nous avons mis en lumière l’importance d’une approche méthodique et rigoureuse dans l’optimisation des procédés de soudage, en intégrant des critères tels que le choix des matériaux, la maîtrise des paramètres opératoires et l’adoption de technologies avancées, comme le soudage sous atmosphère contrôlée
Contribution à l'intégration de l'industrie 4.0 dans les petites et moyennes industries (PMI)
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) HARIZI, Fatma Zohra
Depuis les années 1990, l’Algérie connaît une transformation économique majeure marquée par l’ouverture à l’économie de marché. Ce changement a favorisé l’émergence d’un tissu entrepreneurial dynamique, dans lequel les Petites et Moyennes Entreprises et Industries (PME/PMI) occupent désormais une position centrale. Elles sont devenues des acteurs clés du développement industriel, en raison de leur capacité d’adaptation, de leur flexibilité organisationnelle et de leur rôle dans la création d’emplois et la valorisation des ressources locales. Dans ce contexte de mutation structurelle, notre mémoire, intitulé « Contribution à l’intégration de l’industrie dans les PMI et amélioration de la qualité par la commande numérique : cas des AMM – Complexe sidérurgique d’El-Hadjar », vise à explorer deux axes complémentaires : d’une part, les stratégies de développement économique à mettre en oeuvre pour renforcer l’intégration industrielle des PMI, et d’autre part, les moyens techniques permettant d’améliorer la qualité des produits fabriqués, notamment par l’usage des technologies avancées telles que la commande numérique. L’étude s’articule autour de plusieurs étapes. D’abord, elle examine l’organisation actuelle de la production au sein des PMI afin d’identifier les leviers d’optimisation et les obstacles à surmonter pour une meilleure intégration dans les chaînes de valeur industrielles. Ensuite, elle s’intéresse aux critères de qualité des produits issus de ces structures, en mettant en lumière les enjeux de normalisation, de précision et de compétitivité. Enfin, elle s’appuie sur une étude de cas réalisée au niveau des « Ateliers de Maghrébin Mécanique (AMM) » du « complexe sidérurgique d’El-Hadjar », afin d’évaluer l’apport réel de l’utilisation des « machines-outils à commande numérique (MOCN) » dans l’amélioration de la performance industrielle. L’objectif global de ce mémoire est donc de démontrer comment une meilleure intégration industrielle des PMI, couplée à l’implémentation de technologies numériques avancées, peut contribuer à moderniser le secteur productif national, à réduire la dépendance technologique et à renforcer la compétitivité industrielle de l’Algérie sur le long terme.
Le choix de la géométrie de l'outil et son influence sur la rugosité de surface
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) Aouissi, Bourhane eddine
À travers ce mémoire, nous avons étudié l’influence de la géométrie de l’outil de coupe sur la rugosité de surface lors de l’usinage par tournage de l’acier XC38, un matériau couramment utilisé dans l’industrie mécanique. Ce travail s’inscrit dans une démarche d’optimisation de la qualité de surface, un enjeu majeur dans le contexte industriel actuel où la précision et la performance des pièces usinées sont devenues des exigences incontournables. La première partie du mémoire a permis de poser les bases théoriques nécessaires à la compréhension du procédé de tournage et de ses paramètres clés. Nous avons ainsi pu cerner l’importance de facteurs tels que la vitesse de coupe, l’avance ou la profondeur de passe dans la maîtrise du processus d’usinage. La seconde partie s’est focalisée sur la rugosité de surface, un critère essentiel pour juger de la qualité d’un usinage. Elle nous a permis d’explorer les méthodes de mesure, les normes associées, ainsi que les moyens technologiques et techniques visant à améliorer l’état de surface, notamment l’utilisation appropriée des liquides de coupe.
Conception et modélisation d’implants médicaux avancés par intégration de la dynamique moléculaire et de l’analyse par éléments finis : Approche multi-échelle pour l’optimisation des performances biomécaniques
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) BEKKOUCHE, Kaouther
Cette étude adopte une approche biomécanique multi-échelle pour optimiser les performances des implants de hanche et dentaires, en combinant des analyses macroscopiques réalisées avec ANSYS 18.1 et des simulations atomiques effectuées via LAMMPS, visualisées à l‘aide de VMD. Pour les implants de hanche, deux géométries (avec et sans trous) et deux matériaux (Ti-6Al-4V et alliages Co-Cr) ont été étudiés. Les résultats macroscopiques révèlent que l‘alliage Ti-6Al-4V, grâce à sa ductilité, assure une répartition homogène des contraintes de von Mises (600 MPa sous 3000 N) au niveau de la tige fémorale, particulièrement dans les conceptions intégrant des trous, augmentant le facteur de sécurité de 20 %. Cet alliage démontre également une résistance exceptionnelle à la fatigue, atteignant 1,2×10⁷ cycles, avec des zones critiques localisées à l‘interface de la tige fémorale. En revanche, les alliages Co-Cr, caractérisés par une rigidité élevée (230 GPa), génèrent des pics de contraintes (650 MPa) dans la tête fémorale, augmentant les risques de défaillance sous charges élevées. Les déformations, restant dans le domaine élastique, confirment l‘absence de déformation permanente.
Etude et réalisation des pièces mécaniques par la Fabrication Additive (Impression 3D)
(Université Badji Mokhtar Annaba, 2025) Abdelli Ziyad
Avec le développement rapide des procédés de fabrication additive (impression 3D) et L’augmentation du nombre d'acteurs dans ce domaine depuis 2010, cette technologie connaît une diffusion croissante à l'échelle mondiale, grâce à la diversité de ses applications dans des Secteurs tels que l'industrie et la médecine. Elle permet la production de pièces complexes et personnalisées à des coûts réduits par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Ce mémoire a pour objectif de présenter les principes de base de la fabrication Additive, en comparant cette technologie à la fabrication soustractive traditionnelle. Il explore les matériaux utilisés, ainsi que les domaines d'application variés de L’impression 3D. De plus, une méthodologie d'élaboration d'une pièce par fabrication Additive est détaillée, illustrée par un exemple concret de la réalisation d'un pignon, Afin de mieux comprendre les étapes de conception et de fabrication

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