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Recent Submissions
Advancing Photovoltaic System Performance Analysis through Data Visualization and Intelligent Algorithms
(National Higher School Of Technology And Engineering-ANNABA-, 2024) MADI Sara; MANSOURI Smail; DEKHANE Azzeddine (Encadrant); BOUZITOUNA Abdallah (Co-Encadrant)
Accurate prediction of the maximum power point (Pmpp) of photovoltaic (PV) systems is crucial to optimize the energy yield and maximizing the efficiency of solar energy harvesting.
This master thesis explores the potential of data-driven approaches for improving Pmpp prediction, utilizing regression techniques and feature importance analysis. Thestudyanalyzedadatasetofirradiance, temperature, andPmpp measurements, investigating the relationships between these variables and employing various regression models, including
Ridge Regression, Lasso Regression, Decision Tree Regression, and Random Forest Regression. Performance comparisons revealed that tree-based models, notably Random Forest, outperformed linear models in capturing the complex interactions between input features and Pmpp. Furthermore, feature importance analysis highlighted the significant influence of irradiance (GPOA)onPmpp, particularly for tree-based models, underscoring the need for accurate irradiance data and modeling techniques that effectively capture non-linear relationships. This master thesis concludes that data-driven approaches, specifically those employing tree-based models, hold significant potential for advancing Pmpp prediction and optimizing PV system performance. Future research should explore the integration of additional features, such as solar panel characteristics, atmospheric conditions, and system degradation factors, along with advanced machine learning techniques, to further enhance Pmpp prediction accuracy.
Enhanced Real-Time Monitoring System for Photovoltaic (PV) Systems: Integration of I-V Curve Analysis
(National Higher School Of Technology And Engineering-ANNABA-, 2024) MADI Sara; MANSOURI Smail; DEKHANE Azzeddine (Encadrant); BOUZITOUNA Abdallah ( Co-Encadrant)
The increasing adoption of photovoltaic (PV) systems Requires advanced monitoring solutions to ensure optimal performance and reliability. This thesis presents the development and implementation of a real-time PV system monitoring system, incorporating an I-V trace to enhance the accuracy and efficiency of performance assessments. Two distinct approacheswere explored to achieve this goal.The first approach follows the IEC 60891 standard, which facilitates the conversion of measured I-V characteristics in operating conditions (OPC) to Standard Test Conditions (STC).The correction under STC conditions allows the estimation of the deviation between the testedmodule’s power and the maximum power specified by the manufacturer.The second approach involves the estimation of the single diode model (SDM) parametersusing a metaheuristic optimization algorithm known as Teaching-Learning-Based Optimization(TLBO). This algorithm effectively estimates the parameters by mimicking the pedagogicalprocess of teaching and learning, thereby providing a robust solution for parameter extraction
under varying environmental conditions.
Synthèse et caractérisation électrochimique et tribologique d'un composé nano-structuré à base de titane (Ti-Nb-X) pour applications biomédicales
(National Higher School of Technology and Engineering. Annaba, 2025-01-06) DAHMANI Marwa; BENOUDIA Mohamed Cherif (Co-Directeur de Thèse)
Notre recherche s'est initialement focalisée sur la synthèse d'un nouvel alliage nanostructuré à base de titane (Ti-Nb-Mo) obtenu par broyage mécanique à haute énergie. Des poudres de Ti, Nb et Mo pures ont été broyées pendant différentes durées (2, 6, 12 et 18 heures), suivies d'une étape de pressage à froid. Les échantillons obtenus sont frittés sous vide ou dans une atmosphère contrôlée. Une étude approfondie est ensuite réalisée pour évaluer l'impact des différentes durées de broyage sur la transformation de phase, la microstructure, les changements de morphologie, ainsi que sur les propriétés optiques, de surface et les performances mécaniques des alliages Ti-Nb-Mo. Cette analyse est menée à l'aide de diverses techniques, notamment la spectroscopie FTIR, la microscopie optique (OM), la microscopie électronique à balayage (SEM) couplée à la spectrométrie dispersive en énergie (EDS), la diffraction des rayons X (XRD), l'analyse UV-VIS, la mesure de la microdureté Vickers, la micro-indentation, ainsi que l'évaluation de la rugosité de surface et de la densité, déterminées respectivement par profilométrie laser et par la méthode d'Archimède. Nous avons ensuite étudié l'évolution des performances tribologiques et des propriétés électrochimiques des échantillons en utilisant un tribomètre CSM sous différentes charges appliquées (2 N, 6 N et 10 N) dans une solution de SBF (9 g/L de NaCl) ainsi qu'un potentiostat. Les mesures de potentiel de circuit ouvert (EOCP), de polarisation potentiodynamique (PD) et de spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) ont été systématiquement réalisées dans trois milieux physiologiques distincts : une solution de NaCl à 9 g/L, un fluide corporel simulé (PBS), et une solution de Hank. De plus, la bioactivité de ces alliages a été évaluée en utilisant des échantillons broyés pendant 2, 6, 12 et 18 heures, tous produits par la méthode de broyage mécanique, en vue de leur application dans des prothèses totales de hanche. Les résultats expérimentaux ont montré que les alliages présentent des propriétés structurelles et mécaniques favorables, en particulier ceux broyés pendant 6, 12 et 18 heures, qui démontrent des caractéristiques mécaniques améliorées, des ratios de pores réduits et une microdureté accrue. En outre, les propriétés électrochimiques des alliages Ti-25Nb-25Mo, influencées par le temps de broyage, indiquent une résistance à la corrosion supérieure attribuée à la formation de fortes concentrations de TiO2, Nb2O5 et MoO3 à la surface de l'alliage, ainsi que tous les alliages testés ont montré la formation d'hydroxyapatite à leur surface, ce qui démontre la bonne bioactivité des spécimens produits. De plus, les études tribologiques révèlent qu'une augmentation du temps de broyage améliore la résistance à l'usure et réduit les coefficients de friction, rendant les alliages Ti-25Nb-25Mo adaptés aux applications biomédicales. Ainsi, les résultats de cette étude montrent que l'alliage Ti-Nb-Mo, avec un module élastique réduit, une meilleure résistance à la corrosion et de meilleures performances tribologiques, constitue un matériau viable pour une utilisation potentielle dans des applications biomédicales.
Synthesis and characterization of a photocatalyst perovskite composite ABO3/Nano-ferrite MFe2O4: A global decisional approach
(National Higher School of Technology and Engineering. Annaba, 2025-01-29) HEBBAZ Abdennour; BELHANI Mehdi (Directeur de Thèse)
This thesis consists of an eco-design approach of the photocatalyst nanocomposite perovskite BiFeO3/spinel MgFe2O4 Nano-ferrite used in Advanced Oxidation Processes (AOPs). It discusses the conception keys focusing on the synthesis methods, the physicochemical properties of nanomaterials and the effect of precursors and dopants. The Lab-scale Life Cycle Assessment (LCA) is applied to support stakeholders in selecting eco-friendly nanomaterials. The coprecipitation method is used to elaborate three nanomaterial groups: three spinel ferrites (MgFe2O4, MgFe1.95Ce0.05O4 and MgFe1.90Ce0.10O4 calcined at 600°C and Mg0.95Ba0.05Fe2O4 calcined at 800°C/3h), one perovskite (BiFeO3/600°C/2h), and three perovskite-spinel ferrite composites (BiFeO3-MgFe2O4, BiFeO3-MgFe1.95Ce0.05O4, and BiFeO3-MgFe1.90Ce0.10O4 calcined at 600°C). The structural, morphological and physic-chemical properties characterization is carried by using X-ray powder diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), environmental scanning electron microscopy (ESEM-EDX), the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, UV-visible spectrophotometer, and vibrating sample magnetometer (VSM). The photocatalytic and Fenton-like degradations of Methylene blue dye are applied under sunlight irradiation. The Lab-scale LCA is modeled in OpenLCA 2.1.1 software by using Ecoinvent 3.5 databases and CML 2001 method. The LCA shows that the sol-gel method that uses nitrate precursors in MgFe2O4 spinel has the lowest environmental impacts in all categories, comparing to the co-precipitation method that uses chloride precursors because of energy consumption in reaction and calcination steps. The elaboration of spinels has the highest environmental impacts than the use phase of depollution regardless the photocatalytic efficiency. The cerium rare earth dopant reduces the optical band gap from 2.50 to 2.36 eV and dropping the rate of sheet-like nanoparticles present in pure spinel to agglomerated nanoparticles allowing the spinel to be more efficient under the visible light in presence of H2O2 with the 91% of methylene blue degradation in 180 minutes. It also increases the crystallite size from 15.46 to 95.70 nm, but it decreases the magnetic properties and the specific surface area from 57.23 to 47.25 m2/g. The cerium dopants have not significant contribution in all impact categories when they are used. The LCA shows that the elaborated perovskite BiFeO3 has the lowest magnetic properties and environmental impacts than the ferrite spinel MgFe2O4 and the nanocomposites BiFeO3-MgFe2O4, BiFeO3-MgFe1.95Ce0.05O4, and BiFeO3-MgFe1.90Ce0.10O4. The IVnanocomposites doped with cerium performs the lower optical band gap, respectively 1.91 and 1.94 eV. The composite perovskite/spinel allows to achieve a better visible light activity and a long cycle life with the recyclability.
Contribution à l’étude de quelques propriétés physico-chimiques de matériaux nanostructurés à base de Fe-Co-R
(Ecole Nationale Supérieure des Mines et de la Métallurgie- Annaba, 2022-07-28) DJELLAL Nacira; TAHRAOUI Tarek (Co-Directeur de Thèse)
Des poudres nanostructurées (Fe65Co35)95 (Pr6O11)5 et (Fe65Co35)95 (R2O3)5 (R= Rien, La, Nd, Sm) ont été préparées par broyage mécanique haute énergie (correspond à une vitesse de rotation, W, égale à 1200 rpm) afin d'étudier l'effet des terres rares sur les propriétés microstructurale magnétiques de Fe65Co35. Des nanomatériaux de type (Fe65Co35)95 (Pr6O11)5 ont également été préparés par broyage mécanique basse énergie (correspond à une vitesse de rotation, W, égale à 250 rpm) afin d’analyser l’effet du temps et de la vitesse de broyage sur le comportement microstructural, structural et magnétique de ces alliages. Le temps minimum pour leur obtention a été établi. L’identification des phases, l’évolution des paramètres à l’échelle atomique (taille moyenne de cristallites, microcontraintes et paramètre de maille), la morphologie des particules de poudres, la magnétisation et la coercivité en fonction de la température ainsi que la stabilité thermique des systèmes élaborés ont été étudiés par diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage, magnétomètrie à échantillon vibrant, spectrométrie Mössbauer et calorimétrie différentielle à balayage. L’affinement Rietveld des diffractogrammes de rayons X et l’analyse des spectres Mössbauer ont montré la dissolution totale de Co, Pr6O11 et R2O3 (R= La, Nd, Sm) dans la structure cristalline cubique centrée de Fe. L'addition de terres rares a donné lieu à une diminution des micro-contraintes, et de la taille des cristallites. Les spectres Mössbauer ont révélé l’augmentation du champ hyperfin moyen en ajoutant des terres rares à la composition initiale Fe65Co35. Les mesures magnétiques ont montré le comportement ferromagnétique de toutes les compositions préparées.