https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/213 2026-03-13T00:22:36Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/39710 Titre: Evaluation of the Effect of Extraction Methodology and Design on the Mechanical Properties of bio-composites. Auteur(s): Mohamed Amine, KACEM Résumé: This study evaluates the impact of different extraction methods on the properties of Algerian yucca fibers and their incorporation into bio-composites, aiming to develop eco-friendly materials. Four extraction methods were compared: mechanical extraction, water retting, the traditional method, and chemical extractions with NaOH (3 %, 5 %, and 10 %). A complete characterization of the fibers and corresponding composites was conducted to assess structural, mechanical, and physicochemical features. Water-retted yucca fibers exhibited the highest tensile strength (467 MPa) and Young’s modulus (14 GPa). Similarly, fibers extracted via 3 % NaOH showed excellent performance (456 MPa, 16.78 GPa). In contrast, 10 % NaOH severely degraded fiber structure, lowering tensile strength to 235 MPa and crystallinity to 61.75 %. Furthermore, two composite processing techniques were explored: 3D printing (FFF) using PLA-yucca filaments, and molding casting with epoxy-yucca powder. Mechanical tests showed that PLA-T1 (with traditionally extracted fibers) exhibited the best performance (61.06 MPa tensile strength, 488.4 MPa flexural modulus). SEM revealed strong fiber/matrix adhesion. FTIR, TGA, and XRD analyses confirmed the influence of extraction method on thermal and chemical properties. Lastly, fatigue and Charpy impact tests demonstrated the composites' durability and toughness.; تتناول هذه الدراسة تأثير طرق الاستخلاص المختلفة على خصائص ألياف الطبيعية ودمجها في المواد الحيوية المركبة، بهدف تطوير مواد صديقة للبيئة. تم مقارنة أربع طرق للاستخلاص: الاستخلاص الميكانيكي، والبيولوجي، والطريقة التقليدية، والكيميائية بهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) بنسب تركيز 3%، 5%، و10%. تم إجراء توصيف شامل للألياف والمواد المركبة المرتبطة بها، من خلال تقييم الخصائص الميكانيكية والبنيوية والفيزيائية-الكيميائية. أظهرت الألياف الناتجة عن التعطين بالماء أفضل أداء ميكانيكي (467 ميغاباسكال، و14 غيغاباسكال)، تليها الألياف المستخلصة باستخدام NaOH بتركيز 3% (456 ميغاباسكال، و16.78 غيغاباسكال). في المقابل، أدى استخدام 10% من NaOH إلى تدهور كبير في بنية الألياف، مما خفّض مقاومة الشد إلى 235 ميغاباسكال ودرجة التبلور إلى 61.75%. تم اختبار طريقتين لتصنيع المواد المركبة: الطباعة ثلاثية الأبعاد (FFF) باستخدام خيوط PLA واليوكا، والقولبة الصبّية باستخدام مصفوفة إيبوكسي ومسحوق اليوكا. سُجلت أفضل النتائج الميكانيكية لدى العينة PLA-T1 Description: Mechanical and Production Engineering 2025-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/38673 Titre: Contribution à l'optimisation de transferts thermiques conjugués dans les géométries d'intérêt pratique Auteur(s): Touta, HADJI Résumé: Cette étude porte sur la convection naturelle turbulente de l'air dans un canal en U soumis à des conditions de chauffage asymétriques. Deux configurations ont été étudiées : un canal sans nervures et un canal avec des nervures au milieu de la paroi chauffée. Les deux canaux comportent deux parois chauffées : l'une est directement chauffée à une température constante variant de 50 à 500 °C, tandis que l'autre est chauffée indirectement par le rayonnement thermique émis par la paroi directement chauffée. Les équations régissant l'écoulement dans le canal ont été résolues à l'aide du logiciel de CFD Fluent. Les propriétés physiques de l'air, qui dépendent de la température, ont été intégrées à l'aide de fonctions définies par l'utilisateur (UDF). Les résultats numériques ont été validés par des résultats expérimentaux existants, présentant une bonne concordance. L'étude examine également l'impact des variations de température de la paroi directement chauffée sur les champs de température et de vitesse de l'air, le taux d'évacuation de chaleur et le nombre de Nusselt. La comparaison des résultats pour les deux configurations montre que le canal avec nervures offre de meilleures performances en termes de taux d'évacuation de chaleur et de nombre de Nusselt; This study focuses on the turbulent natural convection of air in a U-shaped channel subjected to asymmetric heating conditions. Two configurations were studied: a channel without ribs and a channel with ribs in the middle of the heated wall. Both channels have two heated walls: one is directly heated to a constant temperature ranging from 50 to 500 °C, while the other is heated indirectly by thermal radiation emitted by the directly heated wall. The equations governing the flow in the channel were solved using Fluent CFD software. The temperature-dependent physical properties of the air were integrated using user-defined functions (UDFs). The numerical results were validated by existing experimental results, showing good agreement. The study also examines the impact of directly heated wall temperature variations on the air temperature and velocity fields, heat removal rate and Nusselt number. Comparison of the results for the two configurations shows that the ribbed channel provides better performance in terms of heat removal rate and Nusselt number. Description: ÉNERGÉTIQUE 2025-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/38645 Titre: Identification of the Mechanical Properties of Composite Materials Through a Spectral Study Auteur(s): Khalil, BENABDERAZAG Résumé: Cette thèse présente la mise au point et la caractérisation d’un biocomposite constitué de PLA renforcé par des fibres de Lygeum spartum, proposé comme alternative durable aux composites à fibres synthétiques. Les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques ont été évaluées de manière systématique. La spectroscopie FTIR a confirmé la présence des fibres dans la matrice PLA par l’apparition de bandes caractéristiques liées au cellulose et à la lignine. Les essais mécaniques ont montré une augmentation de 26 % de l’allongement à la rupture en traction, la résistance en traction présentant en revanche des variations attribuables à l’hétérogénéité de la distribution des fibres. Les essais en flexion ont mis en évidence un gain de raideur, le module d’élasticité passant de 2,68 GPa pour le PLA pur à 2,98 GPa pour le biocomposite. L’analyse thermogravimétrique (TGA) a révélé une légère diminution de la température d’amorce de dégradation (281 °C contre 306 °C pour le PLA), mais un élargissement marqué du domaine de dégradation (281–379 °C vs 306–386 °C), traduisant une décomposition en plusieurs étapes des constituants fibreux et la formation de résidus carbonés qui prolongent la stabilité thermique à hautes températures. La technique d’excitation par impulsion (IET) a confirmé l’augmentation de la rigidité, tandis que la corrélation d’images numériques (DIC) a fourni des cartes détaillées de la distribution des déformations sous charge. Le suivi par émission acoustique (AE) a mis en évidence des mécanismes de dommage distincts, éclairant la progression du processus de rupture. Ensemble, ces résultats montrent que les biocomposites Lygeum spartum/PLA présentent des atouts pour des applications industrielles légères exigeant à la fois robustesse mécanique, résistance thermique étendue et démarche de conception durable.; This thesis investigates the synthesis and characterization of Lygeum spartum/PLA biocomposites as a sustainable alternative to synthetic fiber composites. Physicochemical, thermal, and mechanical properties were assessed. FTIR spectroscopy confirmed the incorporation of Lygeum spartum fibers within the PLA matrix through the appearance of characteristic cellulose and lignin absorption bands. Mechanical testing revealed a 26% increase in tensile strain at break, while tensile strength exhibited some variation due to fiber distribution. Flexural testing showed an improvement of elastic modulus from 2.68 GPa for neat PLA to 2.98 GPa for the biocomposite. Thermogravimetric analysis indicated a slightly lower onset degradation temperature (281 °C compared to 306 °C for neat PLA); however, the overall degradation range broadened significantly (281–379 °C versus 306–386 °C), suggesting enhanced thermal stability over an extended temperature interval. The Impulse Excitation Technique confirmed higher stiffness, while Digital Image Correlation provided detailed mapping of strain distribution under load. Acoustic Emission monitoring further revealed distinct damage mechanisms, offering valuable insights into the progressive failure behavior of the biocomposite. Collectively, these results highlight the potential of Lygeum spartum/PLA biocomposites for lightweight industrial applications requiring mechanical robustness, extended thermal resistance, and sustainable material design. Description: Mechanical and Productive Manufacturing 2025-01-01T00:00:00Z https://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/38548 Titre: COMPORTEMENT MECANIQUE ET ANALYSE VIBRATOIRE DES MATERIAUX COMPOSITES HYBRIDES Auteur(s): CHETOUH, Samir Résumé: Ce travail se concentre sur la caractérisation mécanique et l'analyse vibratoire, notamment l'analyse modale, des matériaux composites hybrides. L'objectif principal est d'explorer le comportement mécanique de ces matériaux sous diverses sollicitations, tout en mettant en évidence leurs propriétés dynamiques. Une attention particulière est portée à la caractérisation expérimentale des composites à base de fibres de la racine de Salvadora persica et des composites hybrides associant des fibres de la racine de Salvadora persica et des fibres de verre dans une matrice polyester, afin d'améliorer les performances mécaniques. La recherche inclut également le développement d'une méthode d'extraction efficace des fibres végétales de la racine de Salvadora persica. Une méthode de moulage optimisée sera mise en œuvre pour réaliser tous les types d'éprouvettes d'essai, conformément aux normes internationales ASTM D638, ASTM D6110 et ASTM D570. Des essais seront effectués pour définir la masse volumique des composites, ainsi que des essais de traction, de flexion par choc et d'absorption d'eau, en complément des simulations numériques visant à étudier la réponse vibratoire des structures composites, en identifiant les fréquences propres et les modes de vibration. Un avantage significatif de la faible masse volumique des fibres de Salvadora persica, comparée à d'autres fibres végétales étudiées dans la littérature, est qu'elle permet de réduire le poids global des matériaux composites, tout en améliorant les propriétés mécaniques grâce à l'utilisation de fibres de verre. Cette combinaison optimise les performances des composites, rendant ces matériaux légers et robustes, ce qui est particulièrement bénéfique pour les applications industrielles nécessitant des solutions efficaces et performantes.; This work focuses on the mechanical characterization and vibrational analysis, specifically modal analysis, of hybrid composite materials. The main objective is to explore the mechanical behavior of these materials under various loads, while highlighting their dynamic properties. Special attention is given to the experimental characterization of composites made from Salvadora persica root fibers and hybrid composites combining Salvadora persica root fibers and glass fibers within a polyester matrix to enhance mechanical properties. The research also includes the development of an efficient extraction method for natural fibers from the Salvadora persica root. An optimized molding method will be implemented to fabricate all types of test specimens in accordance with international standards ASTM D638, ASTM D6110, and ASTM D570. Tests will be conducted to determine the density of the composites, as well as tensile tests, impact bending tests, and water absorption tests, in addition to numerical simulations aimed at studying the vibrational response of composite structures by identifying natural frequencies and vibration modes. A significant advantage of the low density of Salvadora persica fibers, compared to other natural fibers studied in the literature, is that it reduces the overall weight of the composite materials while enhancing mechanical properties through the use of glass fibers. This combination optimizes the performance of the composites, making these materials lightweight and robust, which is particularly beneficial for industrial applications requiring efficient and high-performance solutions.; يركز هذا العمل على توصيف الخواص الميكانيكية والتحليل الاهتزازي، وخاصة التحليل النمطي، للمواد المركبة الهجينة. الهدف الرئيسي هو دراسة السلوك الميكانيكي لهذه المواد تحت تأثير الأحمال المختلفة، مع إبراز خصائصها الديناميكية. يتم إيلاء اهتمام خاص للتوصيف التجريبي للمركبات المصنوعة من ألياف جذور المسواك والمركبات الهجينة التي تجمع بين ألياف جذور المسواك والألياف الزجاجية في مصفوفة بوليستر لتحسين الخصائص الميكانيكية. كما تتضمن الدراسة تطوير طريقة فعالة لاستخراج الألياف الطبيعية من جذور المسواك سيتم تنفيذ طريقة قولبة محسّنة لإعداد جميع أنواع عينات الاختبار وفقًا للمعايير الدولية ASTM D638 وASTM D6110 وASTM D570. ستُجرى اختبارات لتحديد الكثافة الحجمية للمركبات، بالإضافة إلى اختبارات الشد، واختبارات الانحناء بالصدمة، واختبارات امتصاص الماء، إلى جانب محاكاة عددية تهدف إلى دراسة الاستجابة الاهتزازية للهياكل المركبة من خلال تحديد الترددات الطبيعية وأنماط الاهتزاز. تتمثل إحدى المزايا المهمة للكثافة المنخفضة لألياف المسواك مقارنة بالألياف الطبيعية الأخرى التي دُرست في الأدبيات، في أنها تقلل من الوزن الإجمالي للمواد المركبة، مع تحسين الخصائص الميكانيكية بفضل استخدام الألياف الزجاجية. تعمل هذه التركيبة على تحسين أداء المركبات، مما يجعل هذه المواد خفيفة الوزن وقوية، وهو أمر مفيد بشكل خاص للتطبيقات الصناعية التي تتطلب حلولًا فعالة وعالية الأداء. Description: Génie Mécanique 2025-01-01T00:00:00Z