4.Faculté des Sciences de la Technologie

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Contribution à l’étude du comportement statique des structures en matériaux avancés sous chargements couplés non linéaires
(2025-12-15) Meski, Khaled
The aim of this work is to develop a new quasi-3D high order shear deformation theory to study the bending behavior of simply supported functionally graded sandwich beams (FGSBs), subjected to nonlinear hygro-thermo-mechanical loadings. The analysis focuses on symmetric and asymmetric sandwich beams, with skins made of functionally graded material. In addition, the influence of transverse stretching is considered in this study. The material properties, thermal expansion and moisture concentration coefficients vary gradually and continuously according to a power-law distribution (P-FGM) in terms of the constituent volume fractions. The proposed model adopts a new field of displacement that includes indeterminate integral variables and contains only four unknowns. The equilibrium equations are derived using the principle of virtual work and solved using the Navier's technique. Furthermore, the nonlinear hygro-thermo-mechanical coupling loading (NL-HTMCL) is integrated into these equations. The results obtained show a strong correlation between the non-dimensional stresses and displacements compared to those obtained from other 3D and quasi-3D theories, which demonstrates the efficiency and accuracy of the present theory. A parametric study is provided and discussed in detail in this thesis, quantifying dimensionless terms such as deflection, axial displacement, and stresses, while highlighting the effects of thermal and moisture loads.
Energy Forecasting in Smart Grids: Toward an Artificial Intelligence-Driven Approach
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-10-14) Bezzar, Nour El Houda
This thesis focuses on developing an accurate electricity consumption forecasting model within smart grids by leveraging modern artificial intelligence techniques to enhance energy management and improve efficiency in residential environments. The study began with the preparation and preprocessing of detailed electricity consumption data for a single household, including measurements such as active power, reactive power, voltage, current intensity, and consumption from sub-metered appliances. Initially, a Long Short-Term Memory (LSTM) neural network model was applied for load forecasting. However, after comparative evaluation, the XGBoost model demonstrated superior accuracy and performance in reducing prediction errors. Consequently, efforts were concentrated on optimizing the XGBoost model through hyperparameter tuning and measure the features (using normalization or standardization), resulting in highly accurate forecasts with minimal error margins. To extend the scope of the research, the model was applied to six different households in a specific area, with hourly and daily predictions performed to provide a detailed and real-time view of electricity consumption patterns. This expansion allowed for a comprehensive understanding of consumption variability and enhanced the model’s predictive capability. In the final phase, an integrated energy management framework was developed based on the forecasting results. This framework optimizes the utilization of multiple energy sources including solar, wind, battery storage, and the electrical grid thus enabling efficient energy distribution and reducing reliance on the grid when possible. The framework represents a significant step towards building intelligent and sustainable energy systems capable of adapting to demand fluctuations and maximizing operational efficiency. This thesis makes a valuable scientific and practical contribution to the field of smart grids by combining AI techniques with energy management strategies. It opens new avenues for innovative solutions that support energy sustainability and help reduce environmental impacts in the future.
Optimisation et Contrôle du Procédé de Traitement Thermochimique de Nitruration de l’Acier 32CDV13
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-06-25) Aggoune, Mohammed Salah
Le travail present ́ e dans cette th ́ ese entre dans le cadre d’une recherche qui a pour ob- ` jectif d’optimiser le cycle de traitement thermochimique de nitruration en phase gazeuse de l’acier 32CDV13 en vue d’ameliorer ses propri ́ et ́ es m ́ ecaniques de la surface (bonne r ́ esistance ́ a` l’usure, au frottement et a la corrosion) et de la couche de diffusion de l’azote (bonne r ` esistance ́ a la fatigue et bonne t ` enacit ́ e ́ a cœur). Le manque de contr ` ole du proc ˆ ed ́ e de nitruration en ́ phase gazeuse n’a pas permis cependant la realisation de configurations de couches optimales ́ repondant aux cahiers des charges. La plupart des cycles de nitruration propos ́ es pour la nitru- ́ ration de cet acier ont conduit a des propri ` et ́ es m ́ ecaniques non souhait ́ ees par les utilisateurs. ́ Notre tache dans cette th ˆ ese a consist ` e d’abord, ́ a d` eterminer exp ́ erimentalement les param ́ etres ` operatoires de traitement (le d ́ ebit total de gaz NH ́ 3, N2, H2 et le potentiel de nitruration KN ) as- surant le transfert optimal de l’azote a l’interface gaz/solide. A la suite de plusieurs exp ` eriences ́ de nitruration realis ́ es sur le fer pur et l’acier 32CDV13, nous avons montr ́ e apr ́ es caract ` erisation ́ que les deux parametres cit ` es influent fortement sur la vitesse de diffusion de l’azote ́ a l’interface ` gaz/solide, la morphologie et la nature des couches de combinaison et de diffusion formees ́ a la ` surface de l’acier ainsi que sur les gradients de durete et de concentration en azote assurant le ́ durcissement de la couche de diffusion. La realisation d’essais de nitruration ́ a diff ` erents temps, ́ temperature et potentiel K ́ N (choisi constant et ou variable) et la caracterisation des ́ echantillons ́ nitrures par rayons X, microscopie optique, microsonde ́ electronique et microduret ́ e HV, nous a ́ permis de determiner les param ́ etres optimaux ` a partir desquels nous avons optimis ` e le proc ́ ed ́ e. ́ Nous avons montre qu’il ́ etait possible de r ́ ealiser : une couche de combinaison dense et non ́ poreuse a la surface d’ ` epaisseur de 5 ́ a` 6 μm environ, une profondeur de diffusion de l’azote voisine de 620 μm, un gradient de durete sur une profondeur de ́ 400 μm, assurant le durcisse- ment maximal de la couche de diffusion et enfin une faible densite de r ́ eseaux de nitrures et ́ de carbonitrures repartis aux joints de grains et dans la couche de diffusion. Les r ́ esultats de ́ validation du cycle sequenc ́ e propos ́ e confirment l’efficacit ́ e de la variante propos ́ ee et ouvre ́ ainsi la voie vers l’amelioration du proc ́ ed ́ e de nitruration dans l’industrie m ́ ecanique. ́
Advanced control structure based on the Frequency Separation Principle of a Wind Energy Conversion System (WECS)
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-06-30) Brahmi, Oussama
This PhD thesis addresses the challenges posed by the instantaneous fluctuations in wind and the non-linearity of wind turbines, which hinder the full exploitation of wind power with high efficiency and reliability. The primary objective of this research is to propose innovative control strategies for Wind Energy Conversion Systems (WECS) that balance the maximization of energy efficiency with the minimization of mechanical stress through the reduction of electromagnetic torque ripple. These strategies are grounded in the principle of frequency separation, which distinguishes between the short-term and long-term variations in wind dynamics. This separation enables the development of a dual-loop control architecture, optimizing both the high-frequency and lowfrequency dynamics inherent in the system. In the high-frequency loop, various controllers, including Linear Quadratic Regulator (LQR) and H∞ controllers, are implemented to manage the dynamics induced by turbulent wind speed. In the low-frequency loop, fractional-order proportional-integral (FOPI) controllers are employed, with an advanced approach incorporating a filtered fractional-order proportional-integral (FOPIF) controller optimized using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. These controllers aim to mitigate electromagnetic torque ripple, also known as the chattering problem, and ensure efficient Maximum Power Point Tracking (MPPT), thereby enhancing system performance under variable wind conditions. The proposed control strategies not only maximize the energy production of wind turbines but also reduce electromagnetic torque ripple, thereby minimizing mechanical stress, extending the operational lifespan, and lowering maintenance costs. By improving the dynamic behavior and reliability of the WECS, this research contributes significantly to advancing control technologies in wind energy systems, promoting the growth of efficient, scalable, and resilient renewable energy solutions. The findings of this work support the global transition toward sustainable energy, offering valuable insights into optimizing wind energy systems under challenging environmental conditions.
Aerodynamic optimization of micro horizontal axis wind turbine via response surface method
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-06-17) Bekkai, Riyadh
This study focuses on the redesign and optimization of the three- dimensional geometry of a micro horizontal-axis wind turbine (HAWT) blade using Response Surface Methodology (RSM). The geometric variation of two key design parameters, chord length and twist angle, is mathematically modeled using a fourth-degree and second-degree polynomial, respectively. The optimization framework is based on eight input parameters that define the initial blade configuration. To evaluate aerodynamic performance and structural integrity, a comprehensive comparative analysis is conducted between the initial and optimized blade designs using Computational Fluid Dynamics (CFD) and Blade Element Momentum (BEM) methods. The CFD simulations utilize the Reynolds- Averaged Navier-Stokes (RANS) equations with the k-ω SST turbulence model to capture complex flow phenomena and predict aerodynamic efficiency. The optimization process is implemented using a Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA) coupled with a non-parametric regression (NPR) metamodel, enabling the automated selection of the most efficient blade design. Performance assessments of the turbine rotor are carried out using the open-source software QBlade, with results compared against CFD predictions across various Tip Speed Ratio (TSR) values. The optimized blade demonstrates significant improvements, yielding a 15% and 12.53% increase in power coefficient for CFD and QBlade analyses, respectively, at a design TSR of 3. Compared to the baseline blade, the optimized design exhibits superior aerodynamic characteristics, including enhanced lift generation, reduced flow separation, and improved efficiency across all TSR values. Furthermore, a detailed three-dimensional flow analysis, incorporating pressure distribution and limiting streamlines on both blade surfaces, confirms the optimization objectives. The results highlight a notable reduction in flow separation zones and a subsequent increase in rotor torque. Additionally, structural safety considerations reveal a 37% improvement in starting operability at lower wind speeds, contributing to enhanced overall performance and operational reliability.
Contribution à l'étude des performances du béton recyclé renforcé par des fibres naturelles
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-07-10) Bouzred, Fateh
Face aux impératifs croissants de protection de l’environnement et de gestion de l’énergie auxquels est confronté le secteur de la construction, la valorisation des agrégats recyclés dans le béton représente une voie prometteuse. Néanmoins, le béton d’agrégats recyclés présente souvent des performances réduites, en particulier sur le plan mécanique. Cette thèse explore une approche novatrice pour améliorer les performances du béton recyclé en incorporant les fibres de palmier dattier, une ressource abondante et disponible, en particulier en Algérie. Un programme expérimental a été mis en œuvre, testant dix-neuf compositions de béton pour analyser l'influence de divers taux de substitution d’agrégats recyclés et de pourcentages d’ajout de fibres de palmier dattier tout en évaluant les effets combinés de ces deux composants. L’utilisation d’un superplastifiant et d’une méthode de malaxage en deux étapes modifiée a joué un rôle essentiel dans la mise en œuvre. Des essais ont été réalisés pour évaluer le comportement mécanique ainsi que la conductivité thermique des mélanges. Les résultats montrent que l’augmentation du taux d’agrégats recyclés réduit la masse volumique ainsi que les propriétés mécaniques et thermiques du béton, tout en augmentant l’absorption d’eau. Cependant, la méthode de malaxage adoptée a permis d’améliorer les propriétés mécaniques. L’ajout de 2 % de fibres de palmier dattier à un béton contenant 30 % d’agrégats recyclés améliore les résistances à la compression et à la traction par flexion de 11.16 % et 7.03 %, respectivement, atteignant des performances proches de celles du béton conventionnel, avec une légère augmentation du module d’élasticité de 2.52 %. De plus, une réduction de la conductivité thermique de 18.27 % a été observée, renforçant les propriétés thermiques du matériau. Ces résultats mettent en lumière la double fonctionnalité du béton recyclés renforcé par des fibres de palmier dattier, en tant que matériau structurel offrant une conductivité thermique améliorée. Cela le rend bien adapté à une construction durable, en réduisant l’usage de matériaux vierges, l’empreinte carbone, et en valorisant les fibres de palmier dattier, une ressource locale abondante en Algérie
Towards optimal control of a hybrid system with Storage for efficient management of electrical energy
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-02-23) Saadi, Moufida
This research focuses on enhancing the efficiency, reliability, and performance of renewable energy systems, particularly in standalone and hybrid configurations. Using ad- vanced control strategies, including Artificial Neural Networks (ANN) and Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques, the study addresses key challenges in energy manage- ment, storage optimization, and system sizing. The research develops intelligent energy management strategies with ANN to optimize energy storage in hybrid setups, ensuring ef-ficient energy flow and system performance. It also compares various MPPT techniques to identify the most effective method for maximizing power output in photovoltaic (PV) sys- tems under changing environmental conditions. The study further explores the integration of multiple renewable energy sources, like PV and wind, in hybrid systems, investigating control and sizing strategies to ensure stable and cost-effective operation. The proposed strategies are evaluated through MATLAB/Simulink simulations and validated with exper- imental data, demonstrating their applicability in real-world scenarios.
Etude du renforcement des structures en béton armé après exposition au feu
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-02-03) Belakhdar, Ahmed Rafik
Le renforcement des structures en béton armé en utilisant diverses techniques est couramment pratiqué après des actions extrêmes tels que les tremblements de terre, les explosions, les incendies et autres catastrophes. La réhabilitation et la réparation avec des chemisages en béton armé et en matériaux composites ainsi que l’utilisation de plaques en acier sont des techniques pratiquement utilisables. Ces méthodes ont pour objectifs de récupérer et d’améliorer la résistance et la ductilité des éléments structuraux endommagés (poteaux, poutres et voiles). L’étude développée dans le contexte de cette thèse présente en premier lieu une analyse détaillée du comportement des éléments structuraux exposés au feu en considérant différentes durées d’échauffement et en deuxième lieu la fiabilité et l'efficacité de la réparation et de la réhabilitation des éléments endommagés sont investigues en considérant différents paramètres physiques et mécaniques. Cette étude présente une investigation numérique en utilisant le code SAFIR aux éléments finis, les modèles Eurocodes des matériaux sont considérés pour rester dans le cadre normatif. La première phase de l'étude concerne le comportement thermomécanique des poteaux en béton armé exposés au feu y compris la phase de refroidissement. Différentes périodes d'exposition (15, 30, 60 et 90 minutes) sont appliquées, la capacité portante résiduelle est calculée en conséquence en considérant différentes hauteurs (3, 4 et 5m) et sections (30x30, 40x40 et 60x60cm2 ). Les résultats ont montré une diminution de la capacité portante avec la durée d’exposition, l’augmentation de la section transversale a pu diminué cette dégradation due à l’aspect d’isolation du béton. Une réduction de l’ordre de 29% et de 76% est calculée pour le poteau de 3m avec une section de 30x30 cm2 pour une exposition de 15min et 30 min respectivement. La technique de renforcement et de réhabilitation pour restaurer la capacité portante des poteaux endommagés par le feu consiste à utiliser des chemisages en béton armé avec différentes résistances en compression (25, 30 et 40 MPa) et des chemisages mixtes en incluant des cornières et des plaques en acier dans le volume du béton. La technique du chemisage mixte a donné des améliorations plus performantes comparée au chemisage en béton armé. Une équation simple pour prédire la capacité portante des poteaux renforcés a été proposée, montrant que l'utilisation d'un chemisage composite avec des plaques d'acier peut augmenter la capacité jusqu'à 182% après 60 min d'exposition au feu. La deuxième phase s’est consacrée à l’étude du comportement des poutres en béton armé exposées aux même scénarios de feu. L’évolution de la durée d'exposition réduit la capacité portante résiduelle des poutres étudiées. Les poutres endommagées sont renforcées et réhabilitées en utilisant un chemisage mixte et des plaques en acier pour la résistance en flexion et en cisaillement. Les techniques appliquées présentent une efficacité remarquable de l’ordre de 112% de la capacité portante initiale. Une équation analytique est proposée pour prédire la capacité portante des poutres renforcées, offrant ainsi un outil précieux pour la conception structurelle. Dans la troisième phase, l'accent est mis sur l’analyse du comportement des voiles en béton armé exposés au feu en considérant différentes épaisseurs (15, 20 et 25cm) et différentes hauteurs (3, 4 et 5m). La dégradation de la capacité portante résiduelle est strictement liée à la durée d’échauffement, elle est plus significative après 400°C. Pour une durée de 60 min une réduction de l’ordre de 50% est trouvée pour le voile de 3m de hauteur et de 20 cm d’épaisseur. La réhabilitation des voiles dégradés est effectué à l'aide de chemisage en béton auto-placent à haute résistance. Cette technique a permis de restaurer jusqu'à 130% de la capacité portante initiale des voiles.
Advanced Control Of a Renewable Energy System
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-01-08) Ayeb, Brahim
This thesis investigates advanced control strategies for photovoltaic (PV) systems to address challenges arising from climate variations and operational conditions in both stand-alone and grid-connected configurations. The research is divided into four main chapters: an overview of PV generators, power electronics design, intelligent control techniques, and metaheuristic algorithms for maximum power point tracking (MPPT) under partial shading conditions (PSC). The study begins by analyzing the behavior of PV generators and their integration with DC/DC converters. Intelligent control methods, including Perturb and Observe (P&O) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS), are employed to enhance MPPT efficiency under varying irradiance levels, with ANFIS demonstrating superior performance. Hybrid approaches combining Fuzzy Logic Control (FLC) and Artificial Neural Networks (ANN) are compared against Incremental Conductance (IC) methods for grid-connected systems, highlighting the hybrid controller’s ability to track maximum power dynamically without prior PV system information. For fault diagnosis, a neural network (NN) model achieves high accuracy in detecting PV faults. Lastly, metaheuristic MPPT controllers—Grey Wolf Optimization (GWO), PSO, and Adaptive PSO (APSO)—are evaluated under PSC. The APSO algorithm excels in achieving fast and efficient MPPT. Simulations conducted using MATLAB/Simulink validate the effectiveness of the proposed methods, showcasing their potential for real-world applications in renewable energy systems.
Contribution To Advanced Faults Diagnosis in Renewable Energy Conversion Chain
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2025-01-09) Aoun, Sakina
Wind energy plays an increasingly crucial role in electricity production, requiring proactive involvement of wind farms in managing the electrical grid. Additionally, diagnosing potential faults in the wind energy chain and detecting failures are major priorities for both industry and research. This thesis aims to enhance the energy quality of variable-speed wind turbines using a doubly-fed induction generator (DFIG) by developing a comprehensive control method. The primary objective is to regulate active and reactive power through field-oriented control (FOC) to meet the requirements of the wind farm control system. To achieve this, three types of controllers were investigated: proportional-integral (PI) controller, fuzzy logic controller (FLC), and neural network-based controller (NNC). Simulations have shown the superiority of NNC in terms of dynamic responsiveness and precise tracking of power reference values. Simultaneously, a diagnostic method using fuzzy logic was devised to monitor and detect ITSC and open-phase circuits in the stator windings of the DFIG within the wind system. This method solely utilizes phase currents to detect and locate faults in real-time. Furthermore, to address converter failure issues, a fault detection technique for pulse width modulation (PWM) inverters was studied. This technique combines fuzzy logic and neural networks to accurately identify short-circuit and opencircuit faults in the wind generator inverter
Caractérisation des stériles miniers en techniques routières (rejets des mines de Tébessa)
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023-07-16) Malaoui, Rachida
Les matériaux à base de stériles sont de plus en plus utilisés dans les revêtements routiers et les constructions de bâtiments dans de nombreux pays où ces matériaux sont abondants afin de réduire le coût des matériaux et la pollution de l'environnement. Dans ce travail, des essais expérimentaux en laboratoire ont été réalisés sur les déchets rocheux issus de l'extraction du phosphate dans la mine de Kef-Essenoun, située du côté algérien de la frontière algéro-tunisienne, afin d'étudier la performance des fondations des chaussées routières construites avec ce type de matériaux. Deux types de déchets, à savoir le calcaire phosphaté (type 1) et le calcaire (type 2), ont été testés dans un premier temps afin de déterminer le plus approprié pour être utilisé dans les structures de chaussée. Les tests de caractérisation ont montré que la présence de carbonate-fluorapatite et de carbonate-fluorapatite, de calcite, de dolomite et de quartz est prédominante dans le calcaire phosphaté et le calcaire respectivement. Les valeurs d'abrasion Los Angeles (LA) et de micro-Deval (MD) varient de 59,9% à 90,4% et de 42,05% à 86,31% pour le calcaire phosphaté et de 43,64% à 95,88% et de 38,25% à 75% pour le calcaire. Il est également à noter que les valeurs de CBR des déchets de type 1 et de type 2 ont été trouvées à 10,5% et 18,7% respectivement. Les valeurs de la résistance à la compression simple (RC) de ces matériaux étaient de 715 et 2807 kN/m2 respectivement et elles augmentaient avec l'augmentation de la densité sèche maximale. Les résultats montrent que ces matériaux, classés respectivement comme B42ts et B42s, doivent être utilisés avec précaution dans les couches de recouvrement et les matériaux de remblai des routes des chaussées. De ce fait, une étude expérimentale sur ces deux types de stériles miniers ,ont été traités par un liant hydraulique de 2%,4% , et 6%, l’influence du traitement a été mesuré au moyen des paramètres mécaniques, en effectuant une série d'essais, y compris, essais de compactage Proctor, essais CBR, essais de mesure de PH ,essais de résistance à la compression simple pour objectif d'évaluer la capacité portance et monter leurs classes afin de généraliser leurs utilisations dans le domaine routier
Modeling and Control of Nonlinear Systems
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023-07-04) Boulaaras, Zineb
Known the suspension types Three categories passive suspension, and classified of a semi-active suspension, and active suspension are used to categorize suspension systems. In the first decades of the 20th century, the phrase "quarter car model" first appeared. It is regarded as the most effective method for examining the efficiency of vehicle stability. The mathematical model represents a spring mass (Quarter of the chassis) and an unsprung mass (the wheel), with two degrees of freedom (2-DOF) system characterized by a pair of differential equations. This dissertation discusses the modeling and control of a nonlinear active suspension system for a quarter car. Finding a control method that will give superior performance in terms of sprung displacement, sprung mass velocity, suspension deflection, peak overshoot, and setting time is the goal of this effort because the conventional PID and FOPID did not produce satisfactory results, the active control of the suspension system is accomplished using PID and Fractional-Order PID (FOPID) modified using Particle Swarm Optimization algorithms (PSO algorithms) and Genetic Algorithms (GA). On the other hand, we manage the system using the Linear Quadratic Regulator (LQR) or other words optimal control. MATLAB/Simulink is used to design and simulate the results. In comparison to Passive suspension, intelligent PID, and intelligent FOPID controller, with LQR control. It has been found that the LQR controller provides greater ride comfort by lowering the RMS error and vibration of various types of road conditions.
Advanced Image Content Analysis Techniques Applied to Medical Imaging
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023) Mebarkia, Meriem
Artificial Inteligence (AI) techniques like Machine Learning (ML) and Deep Learning (DL) have the potential to revolutionize healthcare by helping doctors and healthcare professionals to analyze and diagnose patient data and images more accurately and efficiently. The integration of methods and techniques that support more effective clinical diagnosis based on images obtained from various imaging modalities, which have become increasingly widely and successfully used to detect illnesses, is necessary for a correct diagnosis, which necessitates the precise identification of each disease. Texture analysis involves the use of computer algorithms to analyze the spatial distribution of gray levels in an image of a bone sample. This analysis can provide information about the size, shape, and orientation of the bone’s microstructure, which can be used to estimate the degree of osteoporosis. Despite the substantial correlation between sick and healthy bones, the limited results of the majority of this context’s research result from the use of handcrafted methods to directly extract bone image features. To bring performance closer to clinical diagnosis, novel learning, optimization, and inference methods for processing biomedical and healthcare data must be investigated. In this work, a set of descriptors derived from a thorough study of bone texture images will be applied to a handcrafted feature extraction method (such as HOG and/or LPQ) using Gabor’s filter bank. In addition, the classifier uses bat-inspired algorithm-based optimization to automatically adjust the Gabor filter settings in order to achieve deep analysis behavior and optimal performance. With a good performance of 89.66 % for Osteoporosis diagnosis, our experimental results using a standard osteoporosis database demonstrate a significant improvement over current Deep/Handcrafted methods. Deep Feature Analysis enables the model to automate the extraction of relevant features and complete the necessary classification. By automating the feature extraction process, deep feature analysis can significantly improve the accuracy and efficiency of classification tasks.
Fault Detection and Diagnosis of an Industrial Process
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023-07-15) Souaidia, Chouaib
The suggested work in this thesis aims to develop a new contribution for fault diagnosis in an industrial process, specifically in bearings, based on signal processing and pattern recognition methods. The work presented in this thesis focuses on the detection and diagnosis of bearing defects by using vibration analysis and machine learning. In the first stage, data is acquired from a system or a test rig to be studied taking into account the various types of faults. In this work, two different datasets containing vibration signals are used for bearing fault diagnosis. Then, signal processing techniques such as Blind Source Separation methods will be applied for signal analysis. Among many methods of Blind Source Separation, the Independent vector analysis (IVA) is used for vibration signal analysis as a way to separate the sources of vibration from the observed signals, and to reduce the interference and noise. Next, develop an effective feature extraction technique using time-domain featuresto reduce the dimensionality of the data, remove irrelevant or redundant information, and enhance the meaningfulness and interpretability of the data. Then Feature Selection methods will be applied to reduce the dimensionality the complexity of the extracted feature, which will speed up a learning algorithm and improve the predictive accuracy of a classification algorithm, and avoid overfitting and noise. The second stage is condition classification based on machine learning algorithms. This stage will explore and compare various supervised learning algorithms like Support Vector Machines, Random Forests, Artificial Neural Networks and Extreme Learning Machines to determine the most suitable approach for bearing fault classification. Finally, conducting rigorous testing and validation of the developed machine learning models on real-world industrial machinery to ensure their effectiveness and practicality in a production environment. The effectiveness of the proposed methods in this thesis has been validated by simulated signals and experimental data.
Élaboration et Caractérisation de Structure Composite à Base de Matrice Organique Renforcée par de Nouvelles Fibres Cellulosiques Naturelles Extraites de la Plante Strelitzia Reginae
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023-05-04) Lemita, Nourelhouda
Les fibres de végétales constituent des matériaux disponibles et biodégradables. Elles offrent une bonne résistance à la traction et à l'abrasion et sont plus souples que les fibres synthétiques couramment utilisées comme renfort. Leur densité plus faible permet d'alléger le matériau. C'est dans cette perspective et dans un contexte de développement durable, que s'inscrit le travail de cette thèse qui propose une contribution dans ce domaine scientifique en pleine expansion. Le propos de cette thèse est d'introduire un nouveau type de fibres extraites de la plante Strelitzia reginae, en examinant leur potentiel et leur aptitude à être employées comme renfort dans des applications composites. Les propriétés morphologiques, physiques, chimiques et mécaniques ont été étudiées et analysées. Après l'extraction, les fibres cellulosiques brutes sont traitées par un procédé alcalin (NaOH).Ceci a permis d’améliorer nettement l’état de leur surface. Les fibres ont été analysées du point de vue anatomique et morphologique. Une caractérisation physico-chimique, des observations à la microscopie électronique optique et à balayage (MEB), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), l'analyse thermogravimétrique (ATG), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et la diffraction des rayons X (DRX), ont été effectuées sur les fibres traitées et non traitées. Par la suite, ces mêmes fibres ont été testées en traction uniaxiale en vue notamment d'évaluer les caractéristiques mécaniques, telles que la contrainte de rupture, le module d'Young et la déformation à la rupture. Les composites fabriqués à partir de ces fibres et d'une matrice époxyde ont ensuite été caractérisés. Des éprouvettes normalisées avec différentes orientations de fibres ont été caractérisées au moyen d'essais de traction statique, d'essais de flexion 3 points et de mesures de dureté. Enfin, la dernière partie de ce travail a été consacrée à la description des différents mécanismes d'endommagement et à l'analyse du comportement dynamique des composites biosourcés en utilisant la méthode d'analyse mécanique dynamique DMA.
Modélisation de la résistance au choc thermique d’un matériau fragile : céramique de type alumine (al2o3)
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tebessi -Tébessa, 2023) Fissah, Belgacem
Ce travail porte sur la modélisation de la résistance aux chocs thermiques d’un matériau fragile : les céramiques de type Alumine (Al2O3) par des réseaux de neurones artificiels. Considérant que les méthodes classiques sont très coûteuses en termes de mise en oeuvre expérimentale et nécessitent beaucoup de temps et en raison du chevauchement et de l’influence de nombreux paramètres qui doivent être contrôlés. Notre contribution est de modéliser de manière prédictive la résistance aux chocs thermiques de l’alumine dans les meilleurs délais et avec une grande efficacité. Nous avons utilisé des modèles de réseaux de neurones simples et hybrides. L’efficacité des réseaux utilisés a été testée à l’aide d’un ensemble de critères statistiques utilisés dans la littérature scientifique dans ce domaine, mais pour que les résultats prédictifs obtenus soient applicables, ils ont été comparés aux résultats expérimentaux. Il a été constaté dans cette étude que notre approche a un grand potentiel pour modéliser la relation entre le paramètre de résistance au choc thermique et les paramètres d’élaboration et physiques qui sont difficiles à modéliser à l’aide de modèles mathématiques. L’efficacité du modèle prédictif obtenu est convaincante. Ces travaux ouvrent des perspectives prometteuses pour le contrôle des paramètres affectant la résistance aux chocs thermiques des matériaux céramiques. Elle peut être généralisée et exploitée sur d’autres matériaux fragiles ayant des propriétés physiques similaires à l’alumine.
Analyse du comportement des poteaux creux en acier remplis de béton
(Université Echahid Cheikh Larbi-Tébessi-Tebessa, 2022-12-01) Boulaares, Said
Dans cette thèse, nous présentons les résultats de deux programmes expérimentaux portant sur la capacité portante des poteaux creux en acier et en acier inoxydable laminé à froid à parois mince remplis de béton. D’abord, à travers le premier programme expérimental, nous avons étudié expérimentalement 18 poteaux mixtes courts circulaires, dont 9 poteaux en acier et 9 poteaux en acier inoxydable. L’objectif est d’étudier l’effet du nombre et des emplacements des soudures (latérales et longitudinales) sur le comportement des poteaux mixtes. Les capacités portantes des poteaux mixtes mesurées expérimentalement sont comparées aux valeurs prédites par Eurocode 4, AISC 360-16et l’équation proposée par Giakoumelis et Lam. L’ensemble des résultats obtenus par le code AISC 360-16ont montré une bonne concordance par rapport aux résultats expérimentaux, par contre les prédictions calculées par l’EC4 et l’équation proposée par Giakoumelis et Lam n’ont pas été conservatives. Ensuite, nous avons effectué un deuxième programme expérimental, à travers lequel, nous avons adopté la méthode dite plans d’expériences, en utilisant le logiciel MINITAB version 19. Ce logiciel offre un large éventail de fonction d'analyse statistique et d'outils graphiques, et permet une présentation précise des résultats. A l’aide d’une conception de plan factoriel complet, qui nous a imposé d’utiliser 16 essais, les facteurs (paramètres) étudiés sont : l’épaisseur des profilés (1.2, 2) mm, la forme géométrique (circulaire, carrée), la résistance caractéristique du béton à l’Age de 28 jours (20, 25) MPa et la consistance du béton (ferme, très plastique). Le but est d’étudier l’effet de l’interaction entre les différents facteurs sur le comportement des poteaux creux en acier galvanisé remplis de béton. Nous avons examiné quatre facteurs dont deux ont montré un effet significatif sur la charge portante expérimentale des poteaux mixtes.
Contribution à la modélisation dynamique de la maçonnerie chaînée
(Université Larbi-Tébessi.Tebessa, 2019) BELGHIAT, Choayb
L’objectif de ce travail est de contribuer à la modélisation numérique de la maçonnerie chainée. Bien qu’il existe plusieurs modèles simples et complexes dans la littérature, les ingénieurs négligent souvent le mur de maçonnerie (rempli ou chainé) dans l’analyse des structures. Pourtant son apport est indéniable et contribue à la raideur de l’ensemble du bâtiment, particulièrement avec une maçonnerie chainée. A cet effet, plusieurs méthodes sont mises en oeuvre pour prendre en compte l’influence de la maçonnerie sur le comportement des structures. Ce travail consiste également à collecter et étudier, dans un premier temps, les différents modèles existants dans la littérature. Cette analyse permettra par la suite de favoriser un modèle en termes de précision et de simplicité (compromis optimal). Les données de la littérature sont utilisées pour valider la modélisation choisie. Par la suite, une compagne expérimentale est réalisée au sien du laboratoire LOCIE en partenariat avec le laboratoire LGCA, dont le but est de valider la modélisation par des données originales et d’étudier en outre l’effet des détails de la connexion panneaux/portique sur le comportement des murs en maçonnerie chainée. Dans le plan expérimental, une série de tests a été réalisée sur les matériaux de construction et sur des éléments de structure. Par la suite, des tests Pushover ont été réalisés sur quatre spécimens (avec des chainages harpés et uniformes) à l’échelle 1/2. Grace à la technique de la corrélation d’images, les deux types de spécimens ont été comparés et leur comportement a été profondément analysé. Ce travail expérimental, a en outre permis d’enrichir la littérature par des données sur la maçonnerie et ses composants. Dans le plan numérique, des modèles analytiques ont été évalués à la prédiction des capacités latérales des spécimens étudiés. La modélisation choisie a été par la suite introduite dans le code aux éléments finis Cast3m. Elle a été initialement validée par les données originales issues des tests expérimentaux réalisés mais a également été comparée aux données de la littérature. Une étude sismique a été réalisée sur les deux systèmes de construction en maçonnerie. Leurs vulnérabilités sont évaluées vis-à-vis de faible sismicité et sismicité élevée ce qui correspond respectivement à la ville de Tébessa et la ville de Chlef respectivement. La comparaison du comportement sismique des deux types de constructions parachève ce travail.
Amélioration des propriétés mécaniques des composites à différentes matrices à base de fibres naturelles locales
(Université Larbi-Tébessi.Tebessa, 2022-07-06) Belkhir, Zohra
Soucieux de l’impact environnemental et économique, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans le secteur de la construction. En effet, l’utilisation des fibres végétales comme renfort dans les matériaux de construction, ont fait l’objet de plusieurs recherches ces dernières années, et dont la principale motivation est le gain de poids, allié à des caractéristiques mécaniques élevées. L'objectif de cette recherche concerne l’étude des propriétés physico-mécaniques et hydriques de matériaux composites à matrices cimentaires et argileuses renforcés par les fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier Dattier de dimensions allant de 2 à 8 cm. Il s’agit d’évaluer les performances de ces matériaux en fonction de la formulation, pour un ratio volumique (Fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier Dattier/Matrice égal à 4), en utilisant des fibres bouillies sèchées d’une part et des fibres bouillies prémouillées d’autre part, dans des composites élaborés à la table à choc et par précompression. Pour réaliser notre programme expérimental, nous avons élaboré deux cents quatre-vingt-huit (288) éprouvettes pour la flexion et la compression. Les composites obtenus ont une très faible densité, ce qui permet de les classer comme matériaux légers, avec un comportement ductile, et qui peuvent être utilisés comme remplissage dans les structures soumises aux charges sismiques. L’imagerie au MEB des fibres végétales nous a aidé à connaitre la structure extérieure des fibres, en contact direct avec les pâtes d’argile et de ciment qui sont utilisées dans notre thèse. L’analyse chimique des fibres faite par l’EDX nous a permis de connaitre les composés chimiques des différentes phases de la même fibre. Les essais réalisés sur des composites à base de fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier dans différentes matrices (cimentaire et argileuse) et différentes dimensions qui varient de 2 à 8 cm, nous ont permis de constater, que les meilleures résistances en flexion des composites cimentaires sont généralement atteintes pour les fibres de 2 à 4 cm, due à la bonne adhérence fibre-pâte de ciment, et entre 6 à 8 cm pour les composites argileux, qui nécessitent un bon ancrage. Les résistances à la compression des composites argileux renforcés de fibres d’Alfa et de Diss et élaborés à la table à choc donnent des contraintes de compression très élevées, comparées à celles des fibres de Palmier, et dépassent dans tous les cas la résistance à la compression de la pâte d’argile. Les composites argileux élaborés par précompression, et contenant des fibres de Diss, montrent une très forte diminution de la résistance à la compression, ceci s’explique par le fait que les épines s’écrasent et perdent leur capacité d’adhérence à la matrice d’argile. Par contre les composites argileux renforcés par les fibres d’Alfa et de Palmier, leurs résistances à la compression élaborées à la table à choc et par précompression sont presque identiques.
Étude et comparaison de l’orniérage des chaussées bitumineuses avec le phénomène de fatigue
(2022) BOUCHOUK, Khalil
Le trafic croissant de poids lourds sur les réseaux routiers avec une forte augmentation de la charge totale roulante est à l'origine de l'apparition des problèmes majeurs de dégradation des chaussées flexibles qui demeurent, relativement, complexes surtout le phénomène d'orniérage (déformations permanentes longitudinales) sur les chaussées en enrobés bitumineux dans les zones à fort trafic et en site très difficile comme le sud algérien où les conditions climatiques sont très sévères. Ce phénomène d'orniérage est un problème complexe et qui crée un danger pour la sécurité des usagers de la route. Les enrobés bitumineux sont des matériaux hétérogènes composés d’un squelette granulaire formant l’ossature rigide et d’un liant hydrocarboné assurant la cohésion de l’ensemble. L'objectif de cette thèse est d’étudier le phénomène de l’orniérage et du fatigue à l'aide d'une série d'essais de performances mécaniques de l’effet du bitume modifié par un mélange de la poudrette de caoutchouc des pneus de différents types, sections et marques (3, 6 et 9% selon le poids), sur la résistance des chaussées bitumineuses à l’orniérage, particulièrement, à haute température sans compromettre la résistance à la fatigue. Puis une comparaison des phénomènes de détérioration (rupture et fatigue) est faite. L'utilisation de pneus usés (MC) en complément du bitume a montré une amélioration de la sensibilité (indice de pénétration PI). Les résultats expérimentaux réalisés sur du béton bitumineux préparé avec du bitume modifié montrent une amélioration de la stabilité Marshall, une réduction de la plage d'orniérage sans compromettre le module de rigidité à moyenne température (une bonne résistance à la fatigue). Une forte amélioration du module de rigidité peut provoquer une fragilisation et augmenter le potentiel de fissuration du béton bitumineux, notamment à basse température. L'amélioration du module de rigidité de 28% (la valeur la plus élevée) est acceptable en raison du climat chaud de notre région.

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