Avis de soutenance de thèse de doctorat de Mr MITICHE Ilyes le 08/11/2021

Monsieur : MITICHE Ilyes

 Soutiendra  sa thèse de Doctorat 3éme Cycle en Physique

Intitulé: «Etude des propriétés thérmophysiques de nanofluides utilisés pour la distillation solaire.»

Le : 08 Novembre 2021 à la salle de  visioconférences du Centre des Systèmes et Réseaux de l’UMMTO, à 10 H:00  

Directeur de Thèse : Professeur LAMROUS Omar

Devant le jury d’examen suivant :

 Résumé : 

L’objectif de cette thèse a été d’étudier le transport thermique de suspensions de nanoparticules de cuivre appelées plus couramment nanofluides afin de quantifier l’importance des principaux paramètres, tels que la concentration, la mouillabilité et la taille des nanoparticules, impliqués dans l’amélioration de la conductivité thermique. Dans la première partie, une approche théorique microscopique efficace, la théorie de la réponse linéaire adossée aux simulations de la dynamique moléculaire à l’équilibre, a permis de mettre en exergue le rôle de la couche à l’interface nanoparticule-fluide dans l’amélioration de la conductivité thermique des nanofluides considérés. Les résultats de ces recherches mettent en évidence l’influence des modes de vibration des atomes d’argon liquide situés autour des nanoparticules de cuivre sur la conductivité thermique. Des conclusions ont été tirées sur la corrélation entre l’augmentation du libre parcours moyen des modes vibrationnels des nanoparticules de cuivre et l’augmentation de la conductivité thermique. Dans la deuxième partie expérimentale, l’élaboration de nanoparticules de cuivre basée sur la méthode de dépôt par plasma RF, sur substrat liquide a été réalisée. Dans un premier temps, après la description des paramètres caractéristiques du dépôt et des caractérisations par spectrophotométrie, microscopie à force atomique et diffraction dynamique de la lumière, la formation de nanoparticules de Cu2O de diamètre allant de quelques nanomètres à une centaine de nanomètres a été démontrée. Puis, dans un deuxième temps, l’influence d’un certain nombre de paramètres expérimentaux sur la nature, la morphologie et la taille des nanoparticules a été rapportée. Une stabilité modérée du nanofluide a pu être atteinte. D’un point de vue applicatif, l’ensemble de ces études pourraient conduire à l’optimisation de la productivité des distillateurs solaires.

Mots clés

Distillateurs solaires, nanofluides, nanoparticules, conductivité thermique, dynamique moléculaire, théorie de la réponse linéaire, Green-Kubo, mouillabilité, nano-couche à l’interface, dépôt par plasma RF, potentiel zêta, stabilité.

Abstract

This doctoral thesis is devoted to the study of the thermal transport of copper nanofluids in order to quantify the importance of the main parameters, such as the concentration, the wettability and the size of the particles involved in improving thermal conductivity. In the first part, an efficient microscopic theoretical approach, the theory of the linear response assisted by simulations of molecular dynamics at equilibrium, made it possible to highlight the role of the nanolayer interface in the improvement of the thermal conductivity of nanofluids studied. The results of this research highlight the influence of the vibration modes of liquid argon atoms located around copper nanoparticles on thermal conductivity. Conclusions were drawn on the correlation between increased mean free path of vibrational modes of copper nanoparticles and increased thermal conductivity.

In a second experimental part, the elaboration of copper nanoparticles based on the RF plasma deposition method on a liquid substrate was carried out. First, after the description of the characteristic parameters of the deposit and the characterizations by spectrophotometry, atomic force microscopy and dynamic light scattering, the formation of Cu₂O nanoparticles with a diameter ranging from a few to a hundred of nanometers was shown. Then, secondly, the influence of a number of experimental parameters on the nature, morphology and size of nanoparticles was reported. Moderate stability of the nanofluid was achieved. From an application point of view, all of these studies could lead to the optimization of the productivity of solar stills.

Keywords

Solar stills, nanofluids, nanoparticles, thermal conductivity, molecular dynamics, linear response theory, Green-Kubo, wettability, nano-layer interface, RF plasma deposition, zeta potential, stability.