Contribution à la mise au point de techniques de mesures de propriétés thermophysiques par sondes à chocs : modélisation, traitement et pilotage électronique des données

Measurement of thermophysical properties with probes based on transient hot sources : modelling, excitation control and data processing

• Auteur / Autrice : Elian Coment
• Direction : Jean-Christophe Batsale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées, génie mécanique, construction mécanique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés libres

Thermique

Traitement signal

Transfert thermique

Materiau stratifie

Sonde thermique

Metrologie

Milieu solide

Methode moindre carre

Quadripole

Estimation parametre

Résumé

L'objectif de ce travail est de proposer une amélioration des techniques de mesures par sondes à choc, au vu des récents progrès en matière de traitement du signal, d'acquisition et de pilotage électronique des données. Ce travail comporte plusieurs aspects originaux et démontre les intérêts d'un pilotage électronique des données pour l'etimation de paramètres thermophysiques. Ce pilotage a pu s'opérer sous diverses formes. D'une part, en jouant sur la forme temporelle de l'excitation, en élargissant sa plage fréquentielle en vue d'améliorer la précision de l'estimation des paramètres thermophysiques. Mais aussi, en limitant cette plage des fréquences à une zone déterminée par l'étude de sensibilité ; ceci dans le but de diminuer fortement l'influence de certains paramètres sur la réponse du système. D'autre part, en augmentant lenombre de points de mesure pour l'exploration des possibilités dans le cas du transfert 2D dans des milieux hétérogènes. Dans chacune des études présentées nous avons essayé de mettre l'accent sur les avantages principaux de ces méthodes, notamment par l'utilisation de sondes à chocs qui sont faciles de mise en oeuvre et de moindre coût, mais aussi par la rapidité et la fiabilité de l'estimation qui est toujours basée sur le critère des moindres carrés linéaires. Le formalisme des quadripôles pour modéliser les transferts thermiques par conduction au sein du système sonde-matériau est ici employé. L'objectif final de notre travail étant d'étudier des matériaux stratifiés hétérogènes, nous avons été amenés à développer une extension du formalisme ''classique'' : les quadripôles ''numériques''. Ce formalisme semi-numérique (ou semi-analytique) possède certains avantages importants par rapport à une modélisation totalement numérique. Il permet, par exemple, d'étudier simplement le cas des milieux semi-infinis mais également d'analyser la réponse du système étudié à une large échelle de temps.