Caractérisation thermophysique de matériaux hétérogènes à l'échelle macroscopique : modélisation et mesure par traitement d'images infrarouges

Measurement of a macroscopic thermal properties in porous media by infrared thermography : two-temperature model application

• Auteur / Autrice : Laurianne Ramond
• Direction : Jean-Christophe Batsale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermographie

Sols -- Porosité

Rayonnement infrarouge

Conductivité thermique

Résumé

L'étude des transferts diffusifs dans les milieux poreux est en général rendue difficile par leurs propriétés hétérogènes et anisotropes. La simulation de leur comportement thermique nécessite de lourds calculs. Pour palier à cette difficulté, il est pratique de décrire ces transferts à l'échelle macroscopique. La première partie de cette thèse est dédiée à l'étude des transferts à l'échelle macroscopique dans les milieux hétérogènes diphasiques pouvant comporter des résistances thermiques interraciales. Ceci est fait à l'aide d'un modèle à deux températures par prise de moyenne, dans lequel des coefficients décrivant les caractéristiques thermiques du milieu à l'échelle macroscopique sont définis. C'est dans le cas où il y a non équilibre thermique local qu'il est nécessaire de mettre en œuvre ce type de modèles. Si l'équilibre thermique local est vérifié, le modèle classique à une température est suffisant. Le modèle à deux températures étant beaucoup plus lourd à mettre en œuvre, l'étude a permis de cerner par le biais de nombreuses simulations numériques l'opportunité d'un modèle à une température. La suite de la thèse propose une méthodologie expérimentale pour mesurer les coefficients du modèle à deux températures par prise de moyenne. Il a été indispensable d'avoir recours à une technique permettant d'acquérir un champ de température 2D à partir duquel le calcul des températures moyennes puisse être effectué. En ce sens, la thermographie infrarouge constitue un outil indispensable à la mise en œuvre et la validation des modèles macroscopiques développés. Nous avons donc cherché à valider expérimentalement les modèles macroscopiques et à les intégrer dans des procédures expérimentales destinées à la mesure des coefficients macroscopiques du modèle à deux températures par thermographie infrarouge.