Etablissement du diagramme de phases de systèmes de matériaux par thermographie infrarouge

Establishment of the phase diagram of systems of materials using infrared thermography

• Auteur / Autrice : Clément Mailhe
• Direction : Mejdi Azaïez, Marie Duquesne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 02/07/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mejdi Azaïez, Marie Duquesne, Jean-Pierre Bedecarrats, Stéphane Ginestet, Wahbi Jomaa, Elena Palomo Del Barrio, Vincent Schick, Amélie Aurélie Mylène Veillere
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Bedecarrats, Stéphane Ginestet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermographie

Matériaux

Diagrammes de phases

Mots clés libres

Caractérisation thermique

Diagrammes de phases

Systèmes multi-Composants

Modélisation thermodynamique

Thermal characterization

Phase diagram

Multi-Component systems

Thermodynamic modeling

Résumé

Les techniques expérimentales et numériques destinées à l’étude du changement de phases sont nombreuses. La diversité des méthodes existantes s’explique par la variété des propriétés d’intérêt associées au changement de phases. On trouve parmi elles des techniques visant à établir le diagramme de phases de systèmes de matériaux. Celles-ci présentent la caractéristique commune d’être chronophage. Dans le cadre de l’étude et développement de nouveaux matériaux, elles apparaissent inadaptées aux exigences de l’industrie. Une méthode basée sur la thermographie infrarouge a été développée afin de pallier cette limite des techniques standards. Elle permet l’établissement d’un diagramme de phases approché en une seule expérience de moins de deux heures. La preuve de la validité de son concept a été faite sur des systèmes organiques présentant des diagrammes de phases simples. Dans ces travaux, son applicabilité est évaluée pour l’établissement de diagrammes de phases de complexité croissante. En vue de son optimisation, des études sont menées visant à mesurer l’influence des conditions opératoires sur son efficacité et la qualité des résultats obtenus. Enfin, ses applications potentielles et ses limites sont investiguées.

Experimental and numerical techniques for the study of phase change are numerous. The diversity of existing method can be explained by the variety of properties of interest associated to phase change. Amongst them, some techniques aim at establishing the phase diagrams of systems of materials and all present the common characteristic of being time-consuming. In the frame of the study and development of new materials, they appear rather unadapted to the requirements of the industry. A method based on infrared thermography has been developed in order to overcome this limit of standard techniques. It allows for the establishment of phase diagrams in a less than two hours experiment. The proof of the validity of this concept was made on organic systems presenting simple phase diagrams. In this work, its applicability for the determination of phase diagrams of increasing complexity is evaluated. For its optimization, studies are performed in order to assess the influence experimental parameters on the efficiency and quality of results of the method. Finally, its potential applications and limits are investigated.