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Item Amélioration des caractéristiques thermiques des réchauffeurs de gaz naturel(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) HIMROUCHE Amine; BOUGHACHICHE Rabah Amir; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Ce projet de fin d'étude a porté sur la modélisation et la simulation numérique d'un réchauffeur de gaz naturel, avec un accent particulier sur l'amélioration de l'échange thermique entre le tube à feu et le bain d'eau par l'ajout d'ailettes annelées. Les simulations ont été effectuées en utilisant les logiciels ANSYS Design Modeler 2022 R1, ANSYS Mesher 2022 R1, et ANSYS Fluent 2022 R1. La géométrie du réchauffeur a été simplifiée pour des raisons de contraintes techniques et de ressources de calcul, tout en conservant des dimensions fidèles à celles utilisées dans des études expérimentales antérieures. Le réchauffeur étudié est un appareil de chauffage de type chauffe-eau indirect, avec un tube à fumée en forme de U, intégrant la chambre de combustion et le brûleur, immergé dans un bain d'eau. Les résultats des simulations ont montré que l'ajout d'ailettes améliore significativement l'efficacité du transfert de chaleur. Pour la configuration sans ailettes, la température moyenne du bain d'eau était de 31.50°C, avec une plage de température de 31.00°C à 31.50°C. En ajoutant 5 ailettes de 10 mm d'épaisseur, la température moyenne du bain d'eau a augmenté à 33.06°C, avec une plage de température de 31.22°C à 35.80°C. Avec 5 ailettes de 30 mm d'épaisseur, la température moyenne du bain d'eau a atteint 33.60°C, avec une plage de température de 33.20°C à 36.00°C. Enfin, la configuration avec 20 ailettes de 30 mm d'épaisseur a montré la meilleure performance, avec une température moyenne du bain d'eau de 36.89°C et une plage de température de 36.12°C à 40.00°C. Les analyses des différents paramètres de combustion ont confirmé la validité et la précision des modèles utilisés. En conclusion, ce projet a démontré que l'ajout d'ailettes annelées dans les réchauffeurs de gaz naturel améliore notablement l'efficacité thermique du système. Les résultats obtenus sont prometteurs pour des applications industrielles, permettant d'optimiser les systèmes de réchauffage de gaz naturel et de réaliser des économies d'énergie.Item Amélioration des caractéristiques thermiques des réchauffeurs de gaz naturel par les nanofluids(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) HIMROUCHE Amine; BOUGHACHICHE Rabah Amir; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Ce projet de fin d'étude a porté sur la modélisation et la simulation numérique d'un réchauffeur de gaz naturel, avec un focus particulier sur l'amélioration de l'efficacité du transfert de chaleur par l'utilisation de nanofluides. L'objectif principal était d'analyser l'impact des nanofluides Al₂O₃ à différentes concentrations (1%, 2%, et 3%) sur les performances thermiques du réchauffeur, et de comparer ces performances à celles obtenues avec des fluides classiques. Le projet a commencé par la modélisation géométrique en 3D du réchauffeur de gaz naturel, intégrant un tube à feu et un bain d'eau. Les simulations ont été réalisées en utilisant le logiciel ANSYS Fluent, permettant une analyse détaillée des distributions de température et de la répartition de la chaleur dans différentes configurations. Les résultats ont révélé que l'ajout de nanofluides améliore significativement l'efficacité thermique du réchauffeur. En particulier, les nanofluides ont permis d'atteindre des températures maximales plus élevées et de distribuer la chaleur de manière plus homogène. Par exemple, la température maximale du bain d'eau a augmenté de 46.60°C sans nanofluide à 49.62°C avec 2% de nanofluide, et à 50.47°C avec 4% de nanofluide. Ces améliorations sont cruciales pour optimiser les performances du réchauffeur et réduire les gradients de température. L’étude a également montré que l'homogénéité de la distribution de la chaleur s'améliore avec l'augmentation de la concentration de nanofluides, permettant une répartition plus uniforme des zones de haute température et une réduction des zones de basse température.Item Analyse numérique de l’érosion par particules dans les conduites et coudes de tuyauterie(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) BOUALI Ahmed Sedik; DAHEL Sami; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Dans le cadre de ce projet de fin d'études, une étude du phénomène d’érosion dans les tuyauteries a été effectué à l’aide de la technique de la phase discrète (DPM) sous ANSYS Fluent. L’investigation a concerné la contribution des particules solides véhiculées par le fluide sur l’érosion des surfaces internes des conduits. La conception 3D a été modélisée avec Ansys Design Modeler et le maillage avec AnsysMesher, tandis que la simulation numérique a été menée à travers le module DPM du logiciel ANSYS Fluent. Les résultats obtenus indiquent que la gravité de l’érosion est tributaire de la vitesse locale des particules, de leur cheminement et de leur incidence sur les surfaces. Les endroits les plus affectés par l’érosion se trouvent principalement au niveau des coudes et des virages de l’écoulement, où la concentration de forces cinétiques des particules est élevée. L’étude du profil de l’Erosion Rate (Generic)" a permis de voir clairement la répartition spatiale de l’érosion et de localiser les zones sensibles qui méritent une attention particulière lors de la conception ou de la maintenance des installations. Cette étude met en avant l’importance d’utiliser la phase discrète pour l’estimation de l’érosion dans les ouvrages industriels transportant des particules solides, dans l’objectif d’augmenter la longévité des équipements et de diminuer les dépenses de maintenance.Item Conception et optimisation d'un cuiseur solaire de type boîte pour une cuisson efficace et durable(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) BOUALI Ahmed Sedik; DAHEL Sami; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)L'objectif principal de ce projet de recherche est d'améliorer l'efficacité thermique d'un cuiseur solaire de type boîte (CBS) pour une cuisson respectueuse de l'environnement et économe en énergie dans les régions bénéficiant d'un ensoleillement abondant. L'équipe de recherche a utilisé la modélisation numérique (ANSYS Fluent) et la méthodologie de la surface de réponse (RSM) pour étudier la modification de paramètres géométriques afin d'améliorer l'absorption solaire et la distribution de la chaleur tout en réduisant les pertes thermiques dues à l'isolation La partie expérimentale de la recherche a démontré une performance de cuisson plus accélérée. Ces chiffres confirment non seulement notre approche d'optimisation, mais ils correspondent également à une solution pratique et durable pour la cuisson dans les communautés hors réseau. Ils s'inscrivent donc dans le cadre de la transition énergétique durable. La présente étude éclaire la conception des cuiseurs solaires d'un point de vue théorique et pratique.Item Effets du turbulateur sur l'amélioration du rendement des capteurs solaires à capteurs cylindro-paraboliques(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) BOUDJENIB Chihab Eddine; CHELIREM Souhaib; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Ce travail vise à améliorer le transfert de chaleur dans un tube absorbeur de capteur cylindro-parabolique en intégrant des turbulateurs hélicoïdaux. Le rayonnement solaire concentré est simulé via SolTrace, générant un flux thermique non uniforme appliqué ensuite dans ANSYS Fluent. Un maillage structuré précis est réalisé avec ANSYS Mesher pour capturer les phénomènes thermofluidiques. Les résultats montrent une élévation de température jusqu’à 46,8 °C sur la paroi du tube. La température de sortie passe de 35 °C (tube vide) à 41,5 °C avec un turbulateur à 360°, grâce à une meilleure homogénéisation thermique. L’écoulement devient plus turbulent avec un mélange radial plus efficace. Cette configuration améliore l’absorption de chaleur, mais génère aussi une hausse des pertes de charge.Item Etude de conception d’un échangeur de chaleur à géométrie innovante(Ecole Nationale Superieure de Technologie et d Ingénierie. Annaba (Ex ESTI), 2023) BOUSSALEM Oussama; MERROUCHE Mohamed; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Dans ce travail, il s’agit d’une étude numérique tridimensionnel 3D pour caractériser les transferts thermiques et les pertes de charges au sein des échangeurs des moteurs Stirling, et, à terme, d’obtenir une configuration innovante qui permet d’améliorer les performances de tel convertisseur d’énergie. La conception et la simulation numérique ont été respectivement réalisées à l’aide du logiciel Autodesk Inventor et Ansys Fluent 16.2. La méthode numérique utilisée pour la résolution des équations gouvernant les différentes modes de transfert est basée sur la méthode des volumes finis. Les séries de la simulation numérique ont été effectuées pour différents configurations d’un échangeur de chaleur en écoulement alterné permanent et instationnaire. L’étude de perte de charge ainsi que l’échange thermique entre le fluide de travail et la paroi de l’échangeur de chaleur ont été abordées. Les résultats obtenus ont montré que, pour l’échangeur de chaleur de moteur Stirling, le tube tourbillonnaire avec un angle de torsion 2000 permet l’obtention de meilleures performances de transfert thermique.Item Etude de l influence des nanofluides sur le transfert thermique dans les échangeurs de chaleur tubes et calandres(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) HAMCHAOUI Lydia; HANFER Boumedyen; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Cette étude a évalué les performances thermiques et hydrauliques d'un échangeur de chaleur à tubes et calandre TD360c en utilisant de l'eau pure et un nanofluide Ag-MgO à 2%. Les simulations ont révélé une amélioration notable du transfert de chaleur avec le nanofluide. À la sortie de l'échangeur, la température moyenne du nanofluide était de 33,15 °C contre 32,955 °C pour l'eau, soit une différence de 0,195 °C. Le nombre de Nusselt a augmenté de 16 à 18 pour un nombre de Reynolds de 5000, indiquant une amélioration de 12,5%. Cependant, l'utilisation du nanofluide a également entraîné une augmentation de la perte de charge : pour un nombre de Reynolds de 8000, la perte de charge est passée de 2000 Pa avec l'eau à 2250 Pa avec le nanofluide, soit une augmentation de 12,5%. La puissance thermique transférée à la sortie a augmenté de 534,86 W à 545,18 W, soit une amélioration de 1,93%. L'ajout de nanofluide Ag-MgO à 2% améliore donc le transfert de chaleur, mais s'accompagne d'une augmentation de la perte de charge, nécessitant une évaluation équilibrée des avantages et des inconvénients. Ces résultats offrent des perspectives prometteuses pour l'optimisation des systèmes de transfert de chaleur dans les applications industrielles et énergétiques.Item Etude de l’influence des nanofluides sur le transfert thermique dans un échangeur coaxial(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) MALLEM Chourouk; BOUTESFIRA Ibtissem; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Dans ce projet de fin d'étude, nous avons étudié l'influence de l'ajout de nanofluide Al₂O₃ à différentes concentrations (1 %, 2 % et 3 %) sur les performances thermiques et hydrodynamiques d'un échangeur coaxial à contre-courant. La conception 3D a été réalisée avec Ansys Design Modeler 2022 R1 et le maillage avec Ansys Mesher 2022 R1, suivis de simulations numériques sous Ansys Fluent 2022 R1. Les résultats montrent que l'ajout de nanofluide Al₂O₃ réduit la vitesse du fluide de 1,85 m/s pour l'eau pure à 1,7283 m/s à 3% de concentration. La perte de charge augmente de 1955,436 Pa (eau pure) à 2105,90 Pa (3 % Al₂O₃). La température moyenne du fluide dans le tube interne est la plus élevée à 82,80 °C avec 2% Al₂O₃, contre 82,35 °C pour l'eau pure. Le travail de la pompe passe de 8095,55 W (eau pure) à 8718,426 W (3% Al₂O₃), soit une augmentation de 7,69 %. Ces résultats indiquent que bien que l'ajout de nanofluides améliore le transfert de chaleur, il augmente également la perte de charge et le travail de la pompe, soulignant la nécessité de trouver un équilibre optimal entre les avantages thermiques et les coûts énergétiques.Item Etude de performance des échangeurs a tubes et calandre avec PCM et nano pcm(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) HAMCHAOUI Lydia; HANFER Boumedyen; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Cette étude numérique, réalisée avec Ansys Fluent 2022, examine l’effet des nanoparticules d’Al2O3 à une concentration de 2% sur les performances ther miques d’un système de stockage de chaleur latente (LHS) à base de paraffine. Les simulations, menées sur des périodes de 60 et 80 secondes, ont révélé que la fraction liquide de la paraffine autour des tubes dans le nano-PCM Al2O3 2% est respectivement 55,41% et 48,80% plus élevée qu’avec le PCM pur à des températures d’entrée de 47 °C et 52 °C après 60 secondes, et 56,25% et 56,37% plus élevée après 80 secondes. De plus, la fraction liquide était 21,71 % et 24,74 % plus élevée à 57 °C pour les mêmes périodes. Les temps de décharge ont également montré une amélioration significative, avec une réduc- tion de 39,05% à une température d’entrée de 15 °C. Ces résultats indiquent que l’ajout de nanoparticules d’Al2O3 améliore la conductivité thermique et ac- célère les processus de fusion et de décharge, permettant un transfert de chaleur plus uniforme et efficace. En conclusion, l’inclusion de 2% de nanoparticules d’Al2O3 dans la paraffine améliore considérablement les performances thermiques du système LHS, fournissant une base solide pour des recherches futures et des applications pratiques dans des systèmes énergétiques nécessitant une gestion thermique optimisée.Item Étude numérique de l'amélioration des performances d'un concentrateur solaire parabolique par l'utilisation de nanofluides(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE-ANNABA, 2025) BOUDJENIB Chihabeddine; CHELIREM Souhaib; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Ce travail vise à optimiser les performances thermiques d’un collecteur solaire cylindro parabolique (CCP) en utilisant un nanofluide écologique à base de nanoplaquettes de graphène fonctionnalisées à l’acide gallique (GAGNPs). La modélisation géométrique a été réalisée sous ANSYS Design Modeler, et les simulations thermiques à l’aide de SolTrace et ANSYS Fluent. L’étude a porté sur la distribution de température, le flux thermique, le nombre de Nusselt et la perte de charge pour différents débits et concentrations en nanoparticules. Les résultats obtenus montrent une nette amélioration du transfert thermique avec le nanofluide, comparé à l’eau pure, malgré une légère augmentation de la perte de charge due à la viscosité. Cette amélioration globale confirme l’intérêt des nanofluides pour les applications solaires. Le nanofluideGAGNPs s’est révélé performant, durable et prometteur pour les systèmes de conversion d’énergie thermique.Item Etude numérique des performances thermiques d'un four solaire type boite(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) BOUGUESSAS Ibrahim; HADJADJ Yahia Riad; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Un cuiseur solaire de type boîte inclinable a été étudié numériquement pour répondre aux besoins de cuisson des professeurs de l'École Nationale Supérieure de Technologie et d'Ingénierie à Annaba, Sidi Amar, en Algérie, qui connaît actuellement une crise de cantine scolaire. Le coût estimé de production du cuiseur est de 74 dollars américains, ce qui est abordable pour les Algériens. Le premier facteur de mérite (F1), le deuxième facteur de mérite (F2), la puissance de cuisson et la température de stagnation maximale ont été déterminés numériquement à 0,1354 °C m²/W, 0,4934, 63,53 W et 172,75 °C, respectivement. Une simulation numérique avec un modèle de charge solaire a été réalisée en utilisant ANSYS-FLUENT Academic 2022 R1 pour étudier la distribution de température et le flux de chaleur solaire à l'intérieur du cuiseur. La direction du faisceau solaire et le rayonnement ont été pris en compte via le modèle de charge solaire en utilisant deux méthodes : en définissant les données expérimentales comme entrée et en utilisant le calculateur solaire d'ANSYS-FLUENT.Item Optimisation de l'efficacité énergétique des nanofluides dans les machines thermiques de la section de production de conserves alimentaires du complexe CAB de Guelma(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) BOUTESFIRA Ibtissem; MALLEM Chourouk; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Dans ce projet de fin d'études, nous avons examiné l'amélioration du transfert de chaleur dans un échangeur de chaleur coaxial pour la pasteurisation des tomates en utilisant des nanofluides. Les nanoparticules d'oxyde de titane (TiO₂) et d'alumine (Al₂O₃) ont été sélectionnées pour leurs hautes conductivités thermiques (8.4 W/mK pour TiO₂ et 36 W/mK pour Al₂O₃) et leurs stabilités chimiques. La modélisation 3D et les simulations numériques ont été réalisées avec ANSYS Fluent. Les simulations ont comparé l'eau pure aux nanofluides TiO₂ (2 %) et Al₂O₃ (2 %). Les résultats ont montré que les nanofluides améliorent le transfert de chaleur, avec des nombres de Nusselt (Nu) plus élevés de 5 % à 7 % pour tous les nombres de Reynolds (Re) testés. Les nanofluides ont permis une réduction du temps de pasteurisation de 33 % pour TiO₂ (120 secondes) et de 55 % pour Al₂O₃ (80 secondes), par rapport à l'eau pure (180 secondes). Cependant, l'utilisation de nanofluides a également entraîné une augmentation de la perte de charge en raison de leur viscosité plus élevée, avec une augmentation de 4 % à 5 % pour Al₂O₃ et de 3 % à 4 % pour TiO₂ par rapport à l'eau pure. En termes de consommation spécifique d'énergie (CSE), les nanofluides ont montré une consommation d'énergie inférieure, correspondant à une amélioration de l'efficacité énergétique. Enfin, l'analyse du travail de la pompe a montré une augmentation de 0,59 % pour TiO₂ et de 1,10 % pour Al₂O₃ par rapport à l'eau pure, en raison de la modification des propriétés thermophysiques des nanofluides. En conclusion, l'incorporation de nanofluides dans le processus de pasteurisation des tomates présente des avantages significatifs en termes de performances thermiques et énergétiques, malgré une légère augmentation du travail de la pompe, confirmant leur potentiel pour des applications industrielles plus larges.Item Optimisation des performance d’un concentrateur cylindroparabolique avec les nanofluides(ECOLE NATIONALE SUPÉRIEURE DE TECHNOLOGIE ET D'INGÉNIERIE - ANNABA, 2024) BOUGUESSAS Ibrahim; HADJADJ Yahia Riad; KAHALERAS Mohamed Said (Encadrant)Dans ce projet, nous avons étudié les performances thermiques d'un collecteur solaire à concentration cylindro-parabolique en utilisant de l'eau pure et un nanofluide Ag-MgO à 2 %. Les simulations numériques réalisées avec les logiciels ANSYS et SolTrace ont révélé que le nanofluide améliore significativement la distribution de la température et le transfert de chaleur, comme le montrent les augmentations du nombre de Nusselt et de la température moyenne de sortie. Bien que la perte de charge soit légèrement plus élevée avec le nanofluide, les avantages en termes de performance thermique en font une solution prometteuse pour les applications de transfert thermique amélioré. Ces résultats soulignent l'intérêt de poursuivre la recherche sur les nanofluids pour optimiser les systèmes de collecte d'énergie solaire.