Modélisation macroscopique du transfert de chaleur transitoire couplé conduction rayonnement dans un milieu semi-transparent : estimation de paramètres

Macroscopic modelization of transient coupled conductive radiative heat transfer in a semitransparent medium : parameters estimation

• Auteur / Autrice : Myriam Lazard
• Direction : Denis Maillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Transfert de chaleur

Milieux semitransparents

Diffusivité thermique

Résumé

L'objet de cette étude est de déterminer la diffusivité phonique de milieux semi-transparents. La première partie concerne la mise en place de modèles semi-analytiques permettant de prédire le transfert de chaleur transitoire couplé conduction-rayonnement dans un milieu semi-transparent absorbant, émettant et éventuellement diffusant de façon anisotrope le rayonnement. Un large éventail de fonctions de phase (linéaire anisotrope; de Rayleigh, du second ordre, pics intenses), de conditions aux limites (Dirac de flux, échelons de température) et de parois (noires ou en or) est considéré. La seconde partie teste la pertinence des modèles couplés pour l'inversion dans le cas de la méthode flash afin de déterminer quels paramètres thermophysiques et radiatifs peuvent être identifiés. Une étude stochastique basée sur des cartographies des maxima de sensibilité, des coefficients de corrélation et des écarts-types relatifs aux différents paramètres est complétée par des considérations expérimentales. . Les biais causés par une erreur sur l'émissivité des parois, le caractère non gris et une éventuelle anisotropie de la diffusion ont été considérés les résultats sont confrontés à ceux obtenus avec la méthode "classique" des parois en or. La troisième partie présente des résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de la méthode flash pour différents échantillons semi-transparents l verre flotté, pastilles de silice et de séléniure de zinc. Les mesures ont été effectuées par voie optique (détecteur infrarouge HgCdTe) pour une large plage de température variant de l'ambiante à 700K, pour différents types de parois (noires et en or) et pour différentes épaisseurs. Cette étude constitue une avancée dans l'estimation de la diffusivité phonique de matériaux semitransparents. Elle fournit une méthodologie complète et rigoureuse de la mesure de diffusivité et remplace avantageusement la méthode des parois en or (moins coûteuse, plus rapide, plus précise).