Mise au point de dispositifs de caracterisation thermophysique de materiaux isolants solides ou pateux - extensions aux fluides cisailles

• Auteur / Autrice : Bruno Ladevie
• Direction : Jean-Christophe Batsale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

Nous developpons, a partir de methodes existantes (fil chaud, plan chaud,), des nouvelles techniques de mesure de proprietes thermophysiques adaptees aux materiaux super isolants. Il s'agit de determiner la conductivite thermique et la chaleur volumique de l'echantillon. La sonde a choc thermique offre tous les avantages d'un capteur. En un dispositif compact, on realise un instrument peu intrusif, qui peut, par etalonnage, permettre de remonter a de nombreuses proprietes d'un materiau (humidite, densite etc). Nous associons une couche tres isolante a une couche conductrice semi-infinie afin de concevoir un instrument de mesure de conductivite thermique de super-isolant d'epaisseur finie. La couche conductrice est alors un moyen technologique simple pour imposer des conditions limites. L'excitation thermique est appliquee avec un ruban ou une pastille chauffante. Un developpement de ce type de dispositif est envisage pour la caracterisation d'une couche fluide cisaillee (en ecoulement de couette) par un bloc de laiton cylindrique en rotation. L'interet, sur le plan experimental, est ici de ne pas avoir a instrumenter les parties en mouvement. La modelisation, developpee a l'aide d'une extension du formalisme des quadripoles thermiques, tient compte du transfert conductif bidimensionnel dans l'echantillon, et le milieu semi-infini. La comparaison des modeles plus ou moins simplifies, ainsi que l'etude de sensibilite permettent de choisir le jeu de 3 parametres pertinents identifiables : l'inertie de la sonde (estimee sur un materiau de reference), la chaleur volumique de l'echantillon, et la conductivite thermique de l'echantillon. Une etude experimentale sur des materiaux de reference permet de valider nos methodes et quelques exemples d'applications sont presentes.