Faculté de technologie
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Item Forecasting Daily Global Solar Radiation on a Horizontal Surface Using Artificial Intelligence Methods(University of Batna 2, 2024) YAHIAOUI SamahSince the creation of the earth, the sun has been an inexhaustible source of energy. For this reason, this research work is focused on exploiting this star to maximize its use by predicting solar radiation. In this work, the main objective was to improve the accuracy of solar radiation forecasts for the city of Batna, Algeria by exploiting the advanced capabilities of artificial intelligence techniques. These data span a decade (1996-2005) and are sourced from the Helio-Clim1 database. In this work, several artificial intelligence models are presented, divided into two categories: classical model, such as regression, and intelligent models, which are in turn divided into two subcategories, including individual models (Fuzzy Logic, MLP, RNN, CNN, LSTM, DT, M5, GBDT, XGBoost, CatBoost, RF, SVR and KNN) as well as hybrid models (The average, The geometric average, The harmonic average and The weighted average). The results of our analyses indicate that the multilayer neural network (MLP) model, integrating multiple meteorological parameters (temperature, humidity, pressure, wind speed, wind direction and rain) with the following numerical results: MSE=9.014, MAE=2.180, RMSE=3.002 and R2=0.918 are the best performing approach for predicting global solar radiation in Batna.Item Generation and modeling of the mechanical behavior in compression of stochastic foams(University of Batna 2, 2024) KHENNAB AbdelghaniThe deformation characteristics and mechanical behaviour of 3D-printed stochastic open-cell foam structures were experimentally studied under a quasi-static compression test. PLA foam specimens with irregular cell geometry, variable strut sections and prescribed relative density are constructed numerically using the Voronoi diagrams and prepared with fused deposition modelling. The design procedure allows controlling the strut topology easily, which makes the geometrical model suitable for studying the effect of local morphological characteristics on the mechanical performance of open-cell foam material. The effect of different morphological characteristics on the compressive mechanical behaviour of the fabricated PLA foam was examined in detail. Compression experiments prove that the mechanical properties significantly dependent on the relative density and strut section shape. The main mechanical properties of the 3D-printed PLA foams for different cross-sectional shapes of struts were obtained via the energy-efficient method and expressed with the two common formulas existing in the literature.Item Contribution à l'amélioration des performances d'un système hybride photovoltaïque-Eolien(University of Batna 2, 2024) BENABBES AbderrahmaneCette thèse vise à apporter une contribution au contrôle de la tension du bus continu à travers une chaîne de conversion hybride solaire-éolienne. La chaîne de conversion photovoltaïque considérée est optimisée au moyen d'un convertisseur Boost commandé par MPPT. Les résultats de simulation mettent en évidence les performances de cette conversion. Pour la chaîne de conversion éolienne basée sur une machine asynchrone à cage d'écureuil, deux approches de commande sont introduites : la commande vectorielle et la commande par mode glissant. Ces contrôles sont appliqués dans le but d'assurer la stabilité de l'ensemble turbine-machine-redresseur et d'améliorer la qualité de la tension du bus continu. Les résultats obtenus démontrent clairement que la commande par mode glissant offre une source d'énergie électrique fiable sous diverses contraintes. L'hybridation ainsi réalisée pour la production d'énergie électrique et la gestion des flux d'énergie, à travers des contrôleurs liés par un courant continu, se révèle particulièrement satisfaisante.Item Étude de l’amélioration des échanges thermiques dans les tubes courbés longitudinalement. Application aux capteurs solaires à concentration linéaire(University of Batna 2, 2024) CHERIET KamelCe travail de thèse porte sur la caractérisation numérique et expérimentale des tubes échangeurs courbés longitudinalement en forme de C cycliquement inversés (TCL). Dans un premier temps, une étude numérique des performances thermiques des TCL est réalisée afin de délimiter les frontières entre les tubes échangeurs courbés hélicoïdalement (TCH) (coils en anglais) et les TCL. À travers cette étude comparative numérique, nous avons tenté d’identifier si les corrélations empiriques du nombre de Nusselt (Nu) et du coefficient de frottement (f), développées explicitement pour les TCH, pourraient être appliquées aux TCL. Les premiers résultats des simulations ont révélé un bon accord pour le nombre de Nusselt, tandis que le facteur de frottement semble dépendre de plusieurs autres paramètres, à l'image du rapport d'amplitude, défini explicitement dans cette première partie de la thèse. Suite aux résultats encourageants de l’étude numérique, nous sommes passés à un niveau supérieur dans le long chemin de la caractérisation thermo-hydraulique des configurations TCL (Tube courbé Longitudinalement) en C cycliquement inversés, celui de la mise en place d’un dispositif expérimental pour l’étude thermo-hydraulique des écoulements et l’établissement de corrélations pour le nombre de Nusselt et le coefficient de frottement. Étant donné l'indisponibilité de ces configurations sur le marché national, le premier pas consiste donc à réfléchir à la manière de réaliser d’une façon idéalement lisse, sans aucun pli, cette forme de tubes courbés. À cette fin, une étude du procédé de formage des tubes en acier inoxydable pour obtenir ce type de forme a été réalisée. La finalité de cette partie est de présenter la méthodologie engagée dans l’étude, la conception et la construction d’une cintreuse plane de tubes en acier inoxydable, pour le formatage courbé longitudinale en C cycliquement inversés. Une fois les configurations TCL de différentes tailles obtenues dans le dispositif conçu à cet effet, une étude expérimentale est engagée pour analyser les échanges de chaleur produits par ces configurations. De l’eau distillée est utilisée comme fluide caloporteur. À travers la mesure de températures, de pressions, de débits et de puissances de chauffe, des courbes caractérisant le nombre de Nusselt et le coefficient de frottement ont été élaborées.Item Contribution à l’analyse des structures par approche numérique en déformation(University of Batna 2, 2024) CHICHOUNE SamiraCette thèse, dans une première partie, porte sur le développement d’un nouvel élément fini rectangulaire simple à quatre nœuds pour l’analyse en flexion de plaques minces. Le champ de déplacements de cet élément est basé sur les fonctions supposées pour les différentes déformations satisfaisant les équations de compatibilité. Cet élément développé possède trois degrés de liberté à chaque nœud (deux rotations et une translation), et a passé avec succès les tests de référence dans le cas de plaques minces sans phénomène de verrouillage en cisaillement. Les résultats numériques obtenus en utilisant l’élément développé convergent vers des solutions analytiques et de référence. Dans une deuxième partie, un nouvel élément finis membranaire basé sur la formulation en déformations avec rotation dans le plan pour l’analyse statique et vibratoire libre a été développée. Il contient quatre nœuds et trois degrés de liberté à chaque nœud (deux translations et une rotation fictive). Le champ de déplacements de cet élément fini satisfait les équations de compatibilité. Plusieurs exemples numériques ont été résolus par cet élément et les résultats obtenus sont en bonne concordance avec les solutions analytiques.Item Study, modeling and optimization of power devices: Application to the control of photovoltaic systems Etude, modélisation et optimisation des dispositifs de puissance : Application à la commande des systèmes photovoltaïques(University of Batna 2, 2024) ZERROUMDA BadreddinePower semiconductor devices are an important part of the technological revolution of the second half of the 20 th century as they are the basis of the modern conversion of the electric power. Since the last two decades, new market of power devices has evolved in response to the requirements of emerging technologies such as electric vehicles, hybrid electric vehicles, and renewable energies in general. In such areas, demands of increasing reliability and efficiency are continually growing. In order to fulfill those demands, the scientific community is urged to keep advancing in the design, modeling, and optimization of power devices. The work accomplished in this dissertation was established within this framework of design, modeling, and optimization of power devices, where new approaches of power devices design have been developed and exploited successfully. Precisely, a new approach of junctionless (JL) power devices have been proposed and utilized in power MOSFETs. As a result, two novel power MOSFETs designs have been presented, namely a junctionless planar power MOSFET, and a junctionless trench power MOSFET. Those two devices encompasses improvements related to the physics underlying the functioning of power MOSFETs. Numerical modeling and investigation of the combination of the JL concepts with the planar and trench power MOSFETs have been carried out and presented in this dissertation, and improvements regarding the breakdown capability, the on-resistance, the threshold voltage, the switching speed, and the switching losses have been demonstrated in comparison to high-performance recently published power devices. The analysis of the performance of the JL trench power MOSFET on a circuit level analysis based on the boost DC-DC converter mode of operation is performed, and the results proves the superiority of our proposed device in comparison to its conventional counterpart, which discloses a high performance regarding boost mode operation in DC-DC converters for the control of photovoltaic panels.Item Modélisation et Commande Floue et Neuro-Floue par Mode de Glissement d'un Aérogénérateur Asynchrone sans Balais à Double Alimentation(University of Batna 2, 2024) Ouada LaidL'objectif de cette thèse est d'obtenir une commande directe des puissances d'une chaîne de conversion d'énergie éolienne basée sur une machine asynchrone à double alimentation sans balais (MADASB), en variant la vitesse de l’éolienne suivant la variation de la vitesse du vent pour avoir une énergie éolienne extraite optimale et d'élaborer un contrôle robuste vis-à-vis des variations paramétriques. Ce travail traite également d'une autre méthode qui réduit les oscillations de puissance, cette stratégie de contrôle hybride appelée Neuro-Flou par mode de glissement. Les résultats s'avèrent satisfaisants vu les performances représentées par la fiabilité de la commande quant aux incertitudes paramétriques de la MADASB.Item Modélisation des inondations en Algérie. Cas de la ville de Biskra Sud Est algérien.(University of Batna 2, 2024) BOUMESSENEGH AmelL'objectif principal de cette étude est de développer une politique en plusieurs étapes pour protéger la ville de Biskra contre les crues exceptionnelles de l'Oued Biskra. Dans un premier temps, les caractéristiques de la région d'étude sont examinées, y compris les catastrophes passées liées aux inondations dans la ville. Cette analyse permet de bien comprendre le contexte et les enjeux spécifiques à Biskra. Ensuite, une étude hydrologique complète est menée afin d'analyser en détail le bassin versant alimentant l'Oued Biskra. Pour ce faire, le modèle hydrologique HEC-HMS est utilisé pour simuler les crues de l'Oued Biskra avec différents intervalles de retour, offrant ainsi une compréhension approfondie des dynamiques des inondations potentielles. Enfin, le modèle hydraulique HEC-RAS est employé pour localiser les zones à risque de débordement de l'Oued Biskra à travers la ville. Ces résultats permettent de planifier des actions de prévention et de gestion des crises, telles que l'amélioration des systèmes de drainage, la mise en place de systèmes d'alerte précoce et la sensibilisation de la population aux risques d'inondation. En utilisant des données précises et des analyses rigoureuses, il est possible de mettre en œuvre une politique de gestion des inondations qui protège efficacement la ville de Biskra et qui est adaptée aux particularités de chaque zone à risque, assurant une réponse rapide et adéquate face aux crues exceptionnelles de l'Oued Biskra.Item Optimisation des estimateurs stochastiques par les méthodes intelligentes pour la commande des systèmes non linéaires(University of Batna 2, 2024) ALLAOUI SamiaDe nos jours, l’évolution consistante en technologie des systèmes informatiques a fait de l’optimisation un moyen de grande importance pour le traitement des problèmes en termes de capacité et de rapidité. Ce présent travail, met en évidence l'importance croissante de l'optimisation des estimateurs stochastiques, en utilisant des méthodes intelligentes basées sur la population et inspiré de la nature telles que les algorithmes évolutionnaires. En effet, les estimateurs stochastiques jouent un rôle crucial dans la commande sans capteurs de systèmes non linéaires en fournissant des informations précieuses sur l'état du système, malgré la présence de bruit et d'incertitudes. Nos contributions se concentrent sur l'estimation des états et/ou des paramètres de quelques systèmes stochastiques non linéaires à l'aide du filtre de Kalman étendu (FKE) et du filtre de Kalman non parfumé (UKF) dont la qualité de l’estimation est très étroitement liée aux matrices de covariance des bruits d’état (Q) et de mesure (R). Cela nous a offert l'occasion d'examiner de manière plus approfondie deux aspects sensibles et rarement abordés dans le domaine du contrôle des systèmes, à savoir : - Le choix approprié des composantes des matrices Q et R en utilisant trois algorithmes d’optimisation distincts : (1) l’algorithme d’essaim de particules (PSO), (2) les algorithmes génétiques (AG), et (3) l’algorithme basé sur la biogéographie insulaire (BBO). Cette approche vise à augmenter les performances d’estimation d’état des systèmes en sélectionnant la solution la mieux adaptée parmi une variété de possibilités. - L'utilisation des deux versions optimisées du filtre de Kalman dans le contexte de modèles stochastiques, qu'ils soient non linéaires ou fortement non linéaires, a été envisagée dans le but de réaliser une estimation d'état, et par conséquent, de mettre en œuvre une commande sans capteur. En fin, les résultats de simulation obtenus jusqu'à présent montrent que cette approche d’estimation optimisée pourrait jouer un rôle prépondérant dans l'amélioration des performances des systèmes complexes dans divers domaines industriels.Item Etude des matériaux bioactifs dédié à l'implantologie dentaire(University of Batna 2, 2024) SOUALHI AmelL'objectif de ce travail est d'identifier le matériau le plus approprié et le plus proche en termes de propriétés mécaniques de l'os à remplacer la racine de la dent sans symptômes indésirables selon la méthode des "voisins les plus proches », puis nous avons modélisé l'implant et sa mise en place en utilisant Abaqus et d'extraire le stress, la pression et la transition de cet implant avec un groupe de biomatériaux.