Mesure de la densite, de la tension superficielle et de la viscosite de l'alumine liquide en fonction de la temperature et de l'environnement par levitation aerodynamique associee a l'analyse d'image

• Auteur / Autrice : Benoît Glorieux
• Direction : Francis Millot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

Ce travail s'inscrit dans un programme pluriannuel de recherche (aerodynamics of segmented solid motors, dirigee par le cnes) sur le fonctionnement des propulseurs a poudre. Son objectif est de fournir des donnees sur la densite, la tension superficielle et la viscosite de l'alumine liquide en fonction de l'environnement et de la temperature. Le travail de these a consiste a developper et a mettre en place des montages et des protocoles experimentaux permettant la mesure de ces proprietes entre 2000 et 3000 k. La mesure est basee sur l'utilisation de lasers co 2 chauffant une bille d'alumine de quelques dizaines de milligrammes maintenue en levitation aerodynamique et sur l'analyse d'images de ces billes enregistrees par une camera video numerique rapide. Les proprietes thermophysiques sont calculees grace a des developpements des theories sur les deformations statiques et dynamiques d'un echantillon. La densite est estimee a partir de la relation entre l'aire vue par la camera et son volume au cours d'un refroidissement libre. La tension superficielle et la viscosite sont deduites des frequences et des amortissements des oscillations de l'aire de la bille en levitation stable. Les mesures de la densite et de la tension superficielle sont en accord avec les resultats de la litterature au voisinage de la temperature de fusion. Cependant l'evolution en temperature est beaucoup plus faible comparee aux autres etudes dont les methodes ne s'affranchissaient pas d'un contact entre l'echantillon et un support. La viscosite a pu etre estimee uniquement a haute temperature. Neanmoins les mesures montrent, comme pour la densite et la tension superficielle, une influence negligeable de l'environnement sur les proprietes thermophysiques.