• Département Génie des Procédés et Énergétique (GPE)

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AMELIORATION DE L’EFFICACITE DE L’ABSORPTION DES GAZ NOX DANS LA COLONNE NC2050 DANS L’UNITE DE PRODUCTION D’ACIDE NITRIQUE-FERTIAL-ANNABA
(ECOLE NATIONALE SUPÉRIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGÉNIERIE- ANNABA, 2025) MAICHE Imene; FEDANI Isra; CHAOUCHI Sarah (Encadrant)
Ce travail a pour objectif d’étudier les paramètres influençant l’absorption des gaz NOx dans la colonne de l’unité d’acide nitrique, dans le but de réduire les émissions des NOx et d’améliorer l’efficacité du procédé. Dans un premier temps, un bilan global a été réalisé par des calculs manuels, puis recoupé par une simulation sous Aspen HYSYS. Plusieurs effets liés aux conditions de fonctionnement ont été analysés afin d’identifier les principaux facteurs de la diminution de la performance de la colonne. Afin de proposer deux solutions : la première consiste à dimensionner deux types d’échangeurs de chaleur (échangeur à plaques et échangeur tube et calandre), puis validée à l’aide de l’outil EDR, pour abaisser la température du solvant de la colonne (eau de procédé) et la seconde à augmenter le débit d’oxygène autant que possible. Les résultats obtenus ont permis de proposer une solution réaliste pour optimiser le fonctionnement de la colonne. Cela dit, les simulations restent limitées car les phénomènes physiques ont été simplifiés dans Aspen HYSYS. Une campagne d'exploitation sur site s'avère indispensable pour valider réellement les scénarios retenus.
Amélioration de l’efficacité énergétique d’une colonne de dépropanisation – Cas de la raffinerie de Skikda simulée sous Aspen HYSYS.
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) LATRECHE Oumeima; GHAZIOUI Safa; GASMI Intissar (Encadrant)
Ce mémoire porte sur l'optimisation de l'efficacité énergétique d'une colonne de dépropanisation au sein de la raffinerie de Skikda, qui est simulée à l'aide d'Aspen HYSYS. Les trois principaux axes d'analyse sont le taux de reflux, la température du rebouilleur et l'incorporation d'un échangeur thermique. Les résultats montrent que l'ajout d'un échangeur permet de réduire la consommation d'énergie thermique tout en maintenant une qualité de séparation élevée. Ainsi, l'intégration thermique est apparue comme le moyen le plus avantageux de soutenir l'efficacité énergétique et la performance du procédé.
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.
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.
Amélioration des perfomances energétiques d’un échangeur de chaleur à tubes et calandre huile -eau
(ÉCOLE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES - ANNABA -, 2020) BENMEBAREK Rabab; NIOU Slimane (Encadrant)
Le présent projet de fin d’étude consiste en une conception, simulation d’un échangeur de chaleurs à tube et calendre avec différents section transversales des tubes (circulaire, carré, elliptique 0° et elliptique 90°) afin de déterminer leurs influences sur les performances de l’échangeur conçu. Une combinaison avec des tubes carré et circulaire est introduit, la simulation est réalisé à l’aide de logiciel COMSOL. L échangeur de chaleurs avec une arragement des tubes carré au centre de la plaque tubulaire et tube cerculaire au extrémité présente un coéfficient d’echange global maximale , chute de préssion coté tube minimal et éfficacité maximal avec une valeur de 89%.
Amélioration des Performances de l'évaporateur d'un réfrigérateur domestique par une conception à tubes enroulés.
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) LAOUADI Madjida; MALLEM Nassima (Encadrant)
L’étude se concentre sur l’adoption d’un évaporateur de réfrigérateur à refroidissement statique utilisant une nouvelle géométrie basée sur des tubes enroulés, comparée à la conception traditionnelle à tubes hélicoïdaux. Nous avons effectué un test climatique et un test énergétique pour mesurer les différences entre les deux conceptions en termes de performance thermique et d’efficacité de refroidissement. L’objectif de l’étude est d’évaluer la performance du nouvel évaporateur tout en réduisant la quantité de matériaux utilisés dans la fabrication, ce qui diminue le coût sans affecter la qualité du refroidissement, et améliore le classement énergétique du système.
Analyse de l'influence de la rugosité sur la lubrification hydrodynamique – cas d'un compresseur à piston
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) FRIHI Adem; KHALDI Ayoub; AYAD Amar (Encadrant)
Ce mémoire explore la tribologie des segments de piston dans les compresseurs, en modélisant l'influence combinée de la température, de la viscosité de l'huile et de la rugosité des surfaces. Un modèle numérique est développé, intégrant l'équation de Reynolds modifiée et le modèle de Greenwood-Tripp. Deux géométries de segment sont comparées : une configuration de référence et une configuration optimisée. L'étude révèle l'importance de la rugosité pour une lubrification stable, l'impact de la température sur la viscosité, et la nécessité d'une huile stable thermiquement. Les résultats soulignent l'importance d'une approche globale de la lubrification, considérant les interactions complexes entre ces paramètres pour améliorer la durabilité et l'efficacité des compresseurs. Le code MATLAB est fourni en annexe.
Analyse et Optimisation de la Segmentation dans un Compresseur à Piston
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) FRIHI Adem; KHALDI Ayoub; AYAD Amar (Encadrant)
Ce mémoire de PFE présente une analyse tribologique et une optimisation par modélisation du film d'huile dans un compresseur à piston. L'étude se concentre sur l'amélioration des performances et de la durabilité de ces systèmes critiques en modélisant précisément le comportement du film lubrifiant. Une approche numérique, utilisant notamment la méthode de Gauss-Seidel, est employée pour résoudre les équations de la lubrification et prédire la distribution de pression et l'épaisseur du film. L'objectif est d'identifier des stratégies d'optimisation de la segmentation pour minimiser les pertes par frottement et l'usure. Les résultats attendus visent à fournir des outils d’aide à la conception des segments pour des compresseurs plus efficaces et plus fiables.
Analyse exergétique d’une unité de production sidérurgique : Cas de SMS chez AQS
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) MOUSSAOUI Naima; HAOUARI Imane; BELHANI Mehdi
Ce mémoire s’inscrit dans une démarche d’analyse exergétique appliquée à une unité de production sidérurgique, en l’occurrence l’unité SMS de l’entreprise AQS à Bellara. En s’appuyant sur des données réelles, l’étude a permis d’évaluer les rendements exergétiques des équipements clés : four à arc électrique (EAF), four à poche (LF) et coulée continue (CCM). Les résultats révèlent que le four EAF est le plus énergivore, avec un rendement exergétique de 40,52 %, contre plus de 90 % pour les deux autres unités. Des propositions concrètes d’optimisation (récupération de chaleur, préchauffage, isolation) ont été formulées. L’analyse exergoéconomique a aussi mis en évidence les coûts liés aux pertes d’exergie, soulignant l’importance d’une amélioration ciblée pour une meilleure efficacité énergétique et économique.
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.
Assessment of the best turbulence model for simulating thermal performance in shell and tube heat exchangers with different tube bundles
(NATIONAL HIGHER SCHOOL OF TECHNOLOGY AND ENGINEERING -ANNABA, 2024) KOUACHE Aimene; NIOU Slimane (Encadrant)
Shell and tube heat exchangers are widely used in various industries for efficient heat transfer between two fluids with different temperatures. The efficiency of heat transfer in these exchangers is strongly influenced by flow regime: i) laminar flow or ii) turbulent flow. The complex geometry, flow conditions, and heat transfer requirements of shell and tube heat exchangers contribute to the prevalence of turbulent flow, making it the dominant flow regime in these devices. Therefore, accurate modeling of turbulence is crucial for understanding and predicting the thermal performance of shell and tube heat exchangers. Turbulence modeling studies aim to investigate and predict the behavior of turbulent flow and heat transfer in these heat exchangers. The end of studies project aims to assess the effectiveness of three commonly used turbulence models - the k-ω model, the k-ε model, and the Realizable model - in simulating the thermo-fluidic performance of a shell and tube heat exchanger. The heat exchanger will be examined with various tube geometry configurations, including circular tubes, 90° elliptical tubes, and combined tube bundle configurations. The primary objective of this study is to identify the most suitable turbulence model for accurately predicting the thermo-fluidic behavior of the heat exchanger under different operating conditions. To achieve this, an in-depth analysis will be conducted using Computational Fluid Dynamics (CFD) methodology to simulate fluid flow through the heat exchanger.
Calcul thermique du foyer d'une chaudière radiante de type Babcock and Wilcox d’une capacité de 245 tonnes/heure
(ÉCOLE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES -ANNABA-, 2020) ABDELAZIZ Roumaissa; BENAZZA Leila; ABED Amar (Encadrant)
Une chaudière est un appareil dans lequel, par apport de chaleur, un fluide caloporteur subit un chauffage et éventuellement un changement d’état (la vaporisation). La vapeur est utilisée comme source d'énergie thermique dans divers domaines et est convertie en énergie électrique dans les centrales thermiques à turbine à vapeur. La vapeur est obtenue à l’aide de la chaleur dégagée par la combustion des combustibles. Dans notre travail, nos calculs sont basés sur la détermination des températures des caloporteurs (fumée, air, eau et vapeur) dans chaque surface et de la température des fumées à la sortie du foyer et la température adiabatique de combustion du gaz naturel, pour une chaudière radiante de type Babcock and Wilcox d’une capacité de 245 tonnes/heure
Calculation of Theoretical Stages Using the McCabe–Thiele Method: Simplified application to the ASU Bellara
(National Higher School of Technology and Engineering-Annaba, 2025) BOULEGANE Yassmina; DAOUDI Ikram; AZZOUZ Salaheddine (Encadrant)
This work investigates the cryogenic air separation process at the Bellara industrial site and it’s based on Number of theoretical stages' estimation of the high pressure (HP) and low pressure (LP) distillation columns. The separation is treated as a binary system consisting of nitrogen and oxygen. With insufficient detailed process data, the McCabe–Thiele graphical method was employed under the simplifying assumptions based on a steady-state Aspen hysys simulation. It was found that 28 and 41 theoretical stages are necessary in the HP and LP columns, respectively, amounting to a total of 69 theoretical stages in the distillation system. Using theoretical column efficiencies of 80% for the HP column and 60% for the LP column, the estimated numbers of real stages are about 35 for the HP column and 68 for the LP column which is consistent with the expected range. This result provides a realistic approximation of the number of stages of this double system distillation column. Therefore, for preliminary work, the study shows that graphical methods, combined with software simulation techniques today is widely reliable. Future work will aim to develop algorithms to better reflect real operating conditions.
Caractérisation des rejets de saumure de la Desaladora de Skikda et l'étude de leur impact environnemental
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) BOUSSADIA Narimene; BENHARKOU Rima; HAMDAOUI Houda (Encadrant)
Notre étude s’intéresse à l’une des techniques de dessalement de l’eau de mer les plus prometteuses : le procédé membranaire par osmose inverse. Elle porte sur la caractérisation des rejets issus de la station de dessalement Desaladora de Skikda, en particulier la saumure, caractérisée par une forte concentration en sels, mais aussi par la présence de produits chimiques utilisés dans le processus de traitement et de métaux lourds. Le rejet de cette saumure dans le milieu marin peut nuire à l’écosystème, notamment en réduisant le taux d’oxygène dissous et en perturbant la vie marine. Pour limiter ces impacts, il est possible de réduire le volume de saumure produit et d’explorer des méthodes d’élimination plus durables.
Caractérisation physico-chimique et activité antimicrobienne des huiles de marc de café
(ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA, 2024) DEROUICHE Meroua; LAYADI Rayane; TOUHAMI Aicha (Encadrant); NEDJAH Nawel (Co-Encadrant)
Le marc de café est un sous-produit abondant de la consommation mondiale de café, généré lors de la préparation de cette boisson populaire. Cependant, au-delà de son statut de déchet, le marc de café est de plus en plus reconnu pour ses propriétés valorisables et sa richesse en composés organiques, bioactifs,et notamment en substances grasses. L’objectif de notre projet est d’exploiter le marc de café en extrayant et caractérisant sa fraction lipidique, et d'explorer ses opportunités d'utilisation dans divers domaines. L’huile de marc de café a été extraite en utilisant des méthodes classiques (Soxhlet, décoction, hydrodistillation) et alternatives (micro-ondes, sonication), ainsi qu’une méthode hybride combinant micro-ondes et sonication. Les rendements ont été évalués pour déterminer la méthode la plus efficace et rentable. En examinant ses propriétés physicochimiques et biologiques, un gommage exfoliant innovant à base de marc de café et de son huile a été élaboré, démontrant ainsi son potentiel dans le domaine de la cosmétique et de la beauté.
CFD Analysis and optimization of an Axial Flow Turbine
(National Higher School of Technology and Engineering-Annaba, 2025) AMIRAT Hakim; BELAMADI Riyadh (Encadrant)
This work has presented the approach used to simulate a designed turbine through an algorithm we implemented in a code, then using CFD to investigate the performance of the machine. The CFDmethod by using the ANSYS CFX tool (TurboGrid, Pre, CFX, Solver Manager and CFD Post) showed accurate and solid results by using a robust turbulence model K ω SST for the steady flow, The results found were close to the design points with some differences due to the preliminary simplifications. The simulation allowed us to create a performance MAP for one stage turbine design, in the end a simulation of the whole full configuration turbine design was made to have an overview of the complete machine in high-fidelity models.
CFD-Based Simulation of Natural Convection in Enclosures for Photovoltaic Module Cooling Applications
(National Higher School of Technology and Engineering – Annaba, 2025) MADACI Younes Taki Eddine; OTMANI.A (Encadrant)
This thesis presents a CFD-based study on improving passive cooling of photovoltaic (PV) modules using natural convection. Different configurations were simulated, including increased water layer volume, cylindrical water channels, and replacement of water with phase change material (PCM) and moist sand. Results showed that moist sand provided the best thermal regulation due to its high thermal inertia and evaporation effect. The numerical model was experimentally validated, confirming the reliability of the simulations. The study highlights cost-effective, energy-free solutions for efficient PV cooling.
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.
Conception et Réalisation d’un Distillateur Solaire en Cascade à double pente
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) MANSEUR Ines; AYADI Ahlem; BOUDINAR Naouam (Encadrant); NEDJAH Nawel (Encadrant)
Ce travail porte sur l’étude, la conception et l’évaluation expérimentale de deux distillateurs solaires à double pente : un modèle simple et un modèle en cascade. L’objectif principal est de comparer leurs performances en termes de rendement thermique et de production d’eau distillée. La première partie est consacrée à une revue bibliographique sur les principes de la distillation solaire, les différents types de systèmes, leurs applications et leur impact environnemental. La partie expérimentale détaille la conception, la fabrication, les matériaux utilisés et les instruments de mesure pour les deux prototypes à double pente. Deux campagnes expérimentales ont été effectuées dans des conditions climatiques différentes pour évaluer l’influence des paramètres extérieurs. Les résultats obtenus permettent une comparaison précise de l’efficacité thermique et de la productivité des deux systèmes. Le mémoire se conclut par une discussion critique des résultats et des suggestions pour optimiser la configuration en cascade.
Contribution à l'étude de l'efficacité inhibitrice de l'extrait des feuilles de la plante inule visqueuse sur la corrosion d'un alliage d'Aluminium en milieu agressif
(Ecole Nationale Supérieure de Technologie et d’Ingénierie-Annaba, 2025) TEI Khawla; TOUHAMI Aicha (Encadrant)
La corrosion est une réaction chimique qui transforme le métal en forme oxyde. Il existe plusieurs méthodes Pour ralentir ou empêche ce phénomène, et la plus courante est l‟utilisation des inhibiteurs de corrosion. Ce projet est basé sur l‟extraction des principes active de la plante inule visqueuse par plusieurs méthodes d‟extraction comme la macération, la décoction, l‟ultrason, soxlhet, et l‟extraction hybride qui combine entre deux méthodes. L‟efficacité de cet extrait comme inhibiteur de corrosion appliqué sur l‟aluminium dans milieu acide chlorhydrique (HCl 1M) a été déterminé par des méthodes complémentaires tel que la méthode gravimétrique et la méthode électrochimique est le taux obtenue est de 90%.

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