Thèse soutenue

Conception et réalisation de capteurs prototypes à effets Peltier et Seebeck pour la mesure in situ de faibles débits d'air
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Auteur / Autrice : Hervé Stachowiak
Direction : Stéphane Lassue
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Génie civil
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Artois

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce manuscrit rend compte de nos travaux relatifs à la mesure de faibles débits d'air effectuée au moyen de capteurs fondés sur les effets thermo-électriques. Tout d'abord, nous exposons une synthèse des connaissances nécessaires requises dans ce domaine : thermo-électricité, transferts conductif et convectif, aéraulique. Ensuite, nous présentons un bilan exhaustif des techniques métrologiques employées à l'heure actuelle, lequel révèle que les instruments disponibles perturbent les écoulements, en particulier du fait des pertes de charge qu'ils engendrent ou encore de l'apparition de convection naturelle qu'ils provoquent. Nous décrivons alors le fonctionnement de plusieurs bancs d'étalonnage, puis relatons la conception, la fabrication et l'utilisation de prototypes de capteurs "discrets et froids", sensibles à de faibles variations du flux d'air. Un premier capteur unifilaire, associant thermopile et source de chaleur Peltier, mettant en œuvre le couple constantan-cuivre, a conduit à constater qu'une forte dépendance en température existait. Celle-ci est désormais corrigée en recourant notamment aux propriétés compensatrices du couple fer-nickel. Un second capteur, à géométrie planaire, de type bi-piste, permet de simplifier l'instrumentation en dissociant émission et réception. Notre démarche s'achève avec la conception de débitmètres planaires fondés sur le seul effet Seebeck, pour lesquels la source de chaleur est produite par une résistance chauffante interne qui sollicite une thermopile en contact avec le flux d'air. Les résultats obtenus permettent d'envisager le développement de ces prototypes à des fins industrielles