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Dynamique des Structures, Modélisation et Ingénierie des Systèmes Multi-Physiques

l’UR13ES52

Historique de l’UR13ES52

« Dynamique des Structures, Modélisation et Ingénierie des Systèmes Multi-Physiques »

Directeur fondateur Mohamed Lamjed BOUAZIZI (2013-2015)

Directeur actuel Abdessatar BARHOUMI (depuis 2015).

Notre unité de recherche a été crée en 2013 à la suite d’un projet de recherche présenté à la direction générale de le recherche scientifique. La première allocation de recherche nous a été allouée   en 2014. Notre unité de recherche figure sur l’annuaire de recherche de l’année 2014 sous le code UR13ES52.

Depuis la création de l’UR, il ya eu 12 Masters soutenus, il ya 03 Thèses de Doctorat soutenus et il y a 03 Habilitations Universitaires pour diriger la recherche soutenus. Pour ce qui est des publications publiées dans des revues scientifiques indexées avec facteurs d’impact il y a plus qu’une trentaine.

Ressources humaines de l’UR13ES52

 

 

2016

2015

    Nombre d’enseignants chercheurs du corps A (Pr et MC)

07

07

     Nombre d’enseignants chercheurs du corps B (MA et A)

12

12

     Nombre de doctorants encadrés :

13

13

Total

32

32

Domaine de recherche de l’unité de recherche 

Mathématiques & Sciences et Techniques de l’Ingénieur

Positionnement scientifique et problématiques de recherche 

L’unité de recherche « Dynamique des Structures, Modélisation et Ingénierie des Systèmes Multi-Physiques » est rattaché à l’Institut Préparatoire aux Etudes d’Ingénieur de Nabeul rattaché de l’Université de Carthage. Cette unité de recherche réunie deux groupes de recherche en Mathématiques et Mécaniques pour le but de produire des résultats consistants, originaux et scientifiquement pertinents. Le critère de multidisciplinarité et un atout avec lequel on vise à améliorer et approfondir  les connaissances scientifique des chercheurs du laboratoire, d’une part, et d’autre part on vise à contribuer au développement économique, culturel et social du pays.

 

Mathématiques (Responsable : Abdessatar Barhoumi)

La probabilité quantique (PQ) est une nouvelle branche des mathématiques interconnectant la probabilité classique, l'analyse fonctionnelle, l'algèbre pure, la géométrie, la physique quantique et le génie de la communication. Le milieu des années soixante-dix est la période qui marque le début de la probabilité quantique comme discipline autonome. Depuis lors, ce caractère interdisciplinaire a accompagné le développement de la PQ, et toujours comme un de ses points forts. Il fait de la PQ une nouvelle tendance originale dans les mathématiques, physique et mécanique contemporaines ainsi que l'un des premiers pionniers des mathématiques non commutatives, à savoir un champ maintenant florissant avec les développements plus récents des groupes quantiques, la géométrie non-commutative, l'ordinateur quantique, etc …

La théorie de la probabilité quantique fournit un cadre d'extension de la théorie de la mesure théorique (Kolmogorovienne). L'idée remonte à on Neumann (voir von Neumann (1932)). Au cours des développements récents, la théorie de PQ a été liée en particulier à divers domaines des sciences mathématiques comme la théorie des polynômes orthogonaux. Plus précisément, Accardi et Bozejko (1998) ont combiné la convolution de la fraction continue avec la notion d'espace de Fock interactif (EFI). Ils ont également prouvé que toute mesure de probabilité sur IR, avec tous les moments finis, peut être obtenue comme la distribution dans le vide de l'opérateur de champ dans un EFI. Par conséquent, la combinatoire du moment s'exprime uniquement en termes des singletons et de partitions de paires. Ce phénomène a été appelé Gaussianisation de la mesure de probabilité donnée car, en probabilité classique, cette combinatoire est caractéristique des distributions Gaussiennes.

 

L'identification fondamentale entreEFI à 1-mode et polynômes orthogonaux à une variable a été établie dans Accardi et Bozejko (1998). Le résultat principal de ce travail est aujourd'hui connu comme la décomposition quantique d'une variable aléatoire classique. Quatre ans plus tard, le problème de la compréhension de la connexion entre EFI et les polynômes orthogonaux multi-variables a été résolu dans Accardi et Nhani (2002). Ils ont dérivé la première formulation intrinsèque (c'est-à-dire indépendante de la base) de la relation de Jacobi multidimensionnelle. Partant de là, Accardi, Kuo et Stan (2004) inaugurent le concept d'une classification systématique des mesures par leurs EFI canoniques. Ce concept a été poursuivi dans Accardi, Kuo et Stan (2005), et Accardi, Kuo et Stan (2007).

Les premiers exemples de décomposition quantique de la variable aléatoire classique sont la représentation des mesures de Gauss et de Poisson sur IRd. Cette représentation consiste en des opérateurs de création et d'annihilation utilisés dans divers domaines de la théorie quantique, en particulier dans l'optique quantique. L'extension continue de la décomposition quantique est obtenue par le deuxième foncteur de quantification habituel. Elle a joué un rôle fondamental dans le calcul stochastique quantique d'Hudson-Parthasarathy. Cependant, la réalisation que la décomposition quantique de la variable aléatoire classique est un phénomène universel dans la catégorie des variables aléatoires avec des moments de tous les ordres. Il est apparu seulement en relation avec le développement de la théorie EFI. Cette dernière fournit un cadre conceptuel naturel pour interpréter la relation de Jacobi pour les polynômes orthogonaux en fonction de la nouvelle classe des opérateurs de création, d'annihilation et de préservation.

La méthode de décomposition quantique est le premier thème central de ce projet de recherche.

Le deuxième thème consiste à développer une analyse harmonique non-commutative sur les algèbres d'opérateurs de bruit blanc ainsi que d'offrir un développement systématique du calcul quantique du bruit blanc.

Dans le troisième thème on se propose d’étudier les chaines de Markov quantiques sur les arbres de Cayley. Plus précisément, l’objectif est de tendre une des plus fondamentales questions qui consiste a construire une théorie des champs markovien quantiques qui est d’un point de vue quantique une généralisation de la notion de chaine de Markov quantiques, et d’un point de vue classique c’est une extension au contexte quantique de la théorie des champs Markovien classiques, développée par L. Dobrushin.

 

Mécaniques (Responsable : Mohamed Lamjed Bouazizi)

Recently, there has been a growing interest in using wireless sensor networks for monitoring water distribution infrastructure to help drinking water utilities to have better understanding of hydraulic and water quality statement of their underground assets. One of the challenges is limited power resources for operating the smart sensors and sensor networks. Current common used power supplies for sensor node are batteries. Batteries have many drawbacks such as short life time and need to be replaced on regular basis which is uneconomical and unmanageable in hard access environment such as buried underground water pipelines. Energy harvesting of ambient energy in the water pipeline and powering wireless sensor node including sensing, processing, and communications would be particularly attractive option because the life time of the node will be particularly attractive option because the life time of the node will be potentially infinite for supporting wireless sensor networks. The project will review and discuss the potential of using power harvesting techniques for monitoring water distribution networks and the work done in the area of monitoring water distribution systems using smart sensor networks.

Also as we know solid oxide fuel cells (SOFC) are environmentally friendly energy conversion systems to produce energy. The single cell contains two electrodes (anode and cathode), an electrolyte, interconnects and sealing materials. The electrodes are porous; they exhibit an electronic conductivity and in some case also an ionic conductivity. The electrolyte must be dense with good ion conducting characteristics. The conventional SOFC’s operate at high temperature (800 - 1000oC). Currently, and nowadays there is an increasing interest to develop SOFC’s operating at intermediate temperatures (IT-SOFC: 600 – 800°C). One way to improve the cell performance includes the use of alternative electrolyte and electrode materials, besides a decrease in the electrolyte thickness .In this project we focus on the anode compounds (fuel side) .The anode provides reaction sites for the electrochemical oxidation of the fuel gas. A good anode exhibit a high electrical conductivity; a fine particle size; a chemical compatibility with the electrolyte and able to work under a reducing atmosphere at the operating temperature; and should contain high porosity adequate for the fuel supply and the reaction product removal; and mainly a good electronic and ionic conductive.

To replace the Ni/YSZ cermet (YSZ: yttria stabilized zirconia), the most common anode material in the SOFC, were Ni particles coalescence is the main cause of the anode degradation. Perovskite – like ABO3 materials which exhibit mixed ionic and electronic conductivity have been investigated as potential SOFC anodes capable of reforming hydrocarbons. Ca doped SrTiO3 and Sr doped BaTiO3 materials are investigated to control the A site and Zr and Ce doped BaTiO3 to control the B site of the perovskite structure. We have adopted the solid-solid as method of preparation and the citrate-nitrate method to have sub-micrometric grain size will be also tested. With grounding the prepared materials we hope reach the very low size. X-Ray diffraction and electronic microscopy will be used to control structure and morphology of samples. Porosity graded anode substrates for solid oxide fuel cells are considered to optimize the gas transport through the substrate by maintaining a high electrochemical activity for fuel oxidation at the anode/solid electrolyte interface.

In this work, the fabrication of porosity is done using starch or carbon as pore formers .The 2-probe and 4-probe I-V measurement will be done for electronic conductivity and complex spectroscopy impedance to follow the ionic conductivity and dielectric lost and activation energy. We dispose in our laboratory of an Impedance analyzer working in the frequency range between 10 Hz to 13 MHz .To control electrode response under variable atmospheres we should go to very low frequencies. The test of our anode efficiency will be done under symmetrical cell anode/electrolyte/anode under controlled oxygen partial pressure and humidity and temperature. the measure of corrosion rate is also considered. Once this project is completed it hopes to arrive to use the materials synthesized in the prototype fuel cell perovskite / YSZ or La-silicate/Nd2NiO4.

Références des dix (10) publications les plus récentes

[1] Abdessatar Barhoumi, Farrukh Mukhamedov  and Abdessatar Souissi :  Phase Transitions for Quantum Markov Chains Associated with Ising Type Models on a Cayley Tree, J Stat Phys (2016) 163:544–567.

[2] Abdessatar Barhoumi, Farrukh Mukhamedov  and Abdessatar Souissi :  On an Algebraic Property of the Disordered Phase of the Ising Model with Competing Interactions on a Cayley Tree, Math Phys Anal Geom (2016) 19:21.

[3] Accardi Luigi, Farrukh Mukhamedov  and Abdessatar Souissi :  On Construction of Quantum Markov Chains on Cayley trees, Journal of Physics: Conference Series 697 (2016) 012018.

[4] Luigi  Accardi, Abdessatar  Barhoumi and Mohamed  Rhaima : An information complexity index for probability measures on IR with all moments, Infinite Dimensional Analysis, Quantum Probability and Related Topics, Vol. 19, No. 3 (2016) 1650015 (15 pages).

[5] Luigi  Accardi, Abdessatar  Barhoumi and Mohamed  Rhaima : Jacobi sequences of squares of random variables, STOCHASTICS, (2016), 1-16.

[6] Issam ABED, Najib KACEM, Noureddine BOUHADDI, Mohamed Lamjed BOUAZIZI:  Multi-modal vibration energy harvesting approach based on nonlinear oscillator arrays under magnetic levitation. Smart Materials and Structures, Volume: 25, Issue: 2 ,N° 025018,  2016.

[7] Ben Hassine A., Dhahri A., Bouazizi M.-L., Oumezzine M., Hlil E.K. : Characterization and theoretical investigation of the magnetocaloric effect of La0.67Ba0.33Mn1-xSbxO3 compounds. Solid State Communications,Vol. 233, pp: 6-10, 2016.

[8]  Souhir Zghal, Mohamed-Lamjed Bouazizi, Rachid Nasri and Awni Farid Bisharat : Dynamic Analysis of Laminated Sandwich Beams using Various Displacement Field Forms and Various Boundary Conditions. International Journal of Current Engineering and Technology, Vol. 5, No. 3 (2015),  2347 – 5161.

 

[9] Souhir Zghal, Mohamed Lamjed Bouazizi, Noureddine Bouhaddi, Rachid Nasri : Model reduction methods for viscoelastic sandwich structures in frequency and time domains. Finite Elements in Analysis and Design 93 (2015), 12–29.

 

[10] A. Ben Hassine, A. Dhahri, M.-L. Bouazizi, M. Oumezzine, E.K. Hlil : Effect of trivalent rare earth doping on magnetic and magnetocaloric properties of La0.47(Y,Eu)0.2Pb0.33MnO3 manganites..  Ceramics International 43 (2017), 1390–1393.

Structures et organismes d’appui à l’unité de recherche

 

1er    :  Institut Femto-ST, Département de Mécanique Appliquée-24 Chemin de l’Epitaphe, 25000 Besançon, France.         
 
2ème :  Ecole Centrale de Lyon, 36 Avenue de Guy de Collogne, 69130 Ecully, France.
 
3ème :  Centro Vito Volterra, scn-00133 Roma, Italie.
 
4ème :  Kulliyyah of Sciences, Université Internationale Islamique, Jalan Sltan Ahmad Shah, Bandar Indera Mahkota, 25200 Kuantan, Pahang, Malaisie.
 
5ème : The Ohio State University, USA.
 
6ème :  Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences, Russia
 
7ème :  Chungbuk National University, Korea.
8ème :  University of Science and Technology of China, China.

 

Séminaires, colloques et congrès scientifiques organisés par l’UR 

Séminaires réguliers de l’UR13ES52 : Analyse en dimensions infinies et probabilités. Chaque Jeudi de 09H00 à 12H30 à l’IPEI Nabeul.

Altier Scientifique organisé par l’UR13ES52 : One day  workshop – IPEI Nabeul,  march  17,  2016 « Orthogonal  Polynomials,  Interacting  Fock  Spaces,   Quantum  Markov  Semigroups  and  Related  Fields ».                       

      International School-Workshop organisé par l’UR13ES52 : “Orthogonal Polynomials, Interacting Fock Spaces, Quantum Markov Semigroups and Related Fields”, Hammamet, Octobre 17-21, 2016.