Dispositifs de mesure de constantes diélectriques dans les matériaux humides : vers une meilleure traçabilité de la mesure de l'humidité des solides
Auteur / Autrice : | Mohamed Wajdi Ben Ayoub |
Direction : | Pierre Sabouroux, Eric Georgin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique et sciences de la matière. Instrumentation |
Date : | Soutenance le 17/07/2018 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Fresnel (Marseille, France) - Centre technique des industries aérauliques et thermiques (Orsay, Essonne) |
Jury : | Président / Présidente : Marc Himbert |
Examinateurs / Examinatrices : Essam Heggy, Hugues Giovannini, Jean-François Rochas, Luc Erard, Catherine Poirier | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Damienne Bajon, Jocelyn Paré |
Résumé
Au niveau industriel, les capteurs électriques de mesure de la teneur en eau dans les solides sont généralement mono fréquentiel. La fréquence de fonctionnement est choisie arbitrairement. Par contre, la sensibilité de la teneur en eau dépend du type de matériau et des liaisons d’eau existantes. D’une part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau à l’état liquide est située dans la bande des Micro-ondes. D’autre part, la fréquence de relaxation diélectrique de l’eau liée dépend du matériau mais elle est dans la bande des Radiofréquences. En se basant sur cette hypothèse, le but de cette thèse consiste à analyser la sensibilité fréquentielle vis-à-vis les liaisons d’eau dans les solides en utilisant comme un paramètre intermédiaire la permittivité diélectrique complexe. La première partie du travail a eu pour objectif de valider deux cellules de mesure de type capacitive et coaxiale développées au CETIAT pour mesurer les caractéristiques diélectriques. Les deux cellules de mesure ont été validées pour mesurer la permittivité diélectrique complexe des liquides, solides et des produits humides dans la bande [1 MHz – 2 GHz] et une comparaison avec l’outil EpsiMu® développé par l’Institut Fresnel a été réalisée.En deuxième phase, nous étudions expérimentalement des matériaux humides en couplant la caractérisation électromagnétique avec la méthode thermo-coulométrique qui permet de mesurer et de distinguer sélectivement les liaisons d’eau existante dans un solide.À l’issue de cette phase, une étude paramétrique sur les spectres diélectriques complexes a été réalisée pour identifier des sensibilités par rapport aux fractions d’eau existantes.