Contribution a la modelisation, a la conception et au developpement du chauffage par induction des materiaux composites conducteurs

• Auteur / Autrice : Didier Trichet
• Direction : Javad Fouladgar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Les materiaux composites sont utilises dans de nombreux procedes industriels. La fabrication, le formage et l'assemblage de ces materiaux necessitent l'echauffement de leurs constituants. C'est pourquoi dans ce travail, les contributions que l'induction peut apporter au chauffage des materiaux composites ont ete recherchees en utilisant la simulation numerique et l'experimentation. La simulation numerique ne pouvant pas prendre en compte le comportement reel des materiaux composites, des modeles numeriques equivalents ont ete developpes. Trois methodes d'homogeneisation des proprietes physiques des materiaux composites appliquees au cadre du chauffage par induction ont ete mises en place : la methode du probleme inverse, la methode asymptotique et la methode d'homogeneisation dynamique. Un logiciel de simulation numerique dedie au calcul des proprietes homogeneisees des materiaux composites a ete realise dans un environnement matlab. La pertinence de chacune des methodes d'homogeneisation a ete ensuite discutee a la fois pour les phenomenes electromagnetiques et thermiques. Dans le cas electromagnetique, la methode dynamique a presente l'avantage de rendre compte de la dependance frequentielle des parametres physiques. Dans le cas thermique, la methode asymptotique a donne d'excellents resultats. Ces deux methodes ne sont applicables qu'aux materiaux composites a structure periodique. Dans le cas contraire, la methode du probleme inverse peut s'averer utile pour un faible nombre de cellules. Une condition d'equivalence entre le modele aleatoire et le modele periodique a ete etablie en fonction du taux de remplissage. Les modeles mis en place ont ete appliques pour la conception, le dimensionnement et la realisation d'une installation industrielle. Une confrontation entre les resultats de simulations et les mesures experimentales sur cette installation a permis de valider les hypotheses et les modeles mis en place.