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Mesure de l’effusivité thermique - Méthodes par contactArticle de référence | Réf : R2959 v2
Auteur(s) : Jean-Claude KRAPEZ
Date de publication : 10 mars 2007
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1.1 Intérêt d’une mesure sans contact de l’effusivité
Les méthodes de mesure de l’effusivité par contact requièrent une instrumentation qui a l’avantage d’être « rustique », facile à mettre en œuvre et relativement bon marché. Néanmoins, la mise en contact du matériau d’épreuve avec le capteur entraîne deux types de problèmes. Les contacts n’étant jamais parfaits, ils font apparaître autant de résistances thermiques qu’il y a d’interfaces (lorsque la sonde est séparée de la source de chaleur, des résistances s’ajoutent encore). Par ailleurs, chacun des éléments du capteur amené en contact avec le matériau a sa propre capacité thermique, qui, bien que l’on s’efforce de la rendre la plus faible possible, vient inévitablement perturber l’évolution de la température locale. Ce caractère intrusif apporte donc plusieurs inconnues thermiques supplémentaires. Si la capacité thermique d’un capteur englobant source et détection peut être déterminée une fois pour toutes en effectuant une mesure sur un matériau de propriétés thermiques connues, il n’en est pas de même pour les résistances d’interface car celles-ci dépendent de la « qualité » des contacts (conformité des surfaces en regard aux différentes échelles, rugosité, pression exercée, propriétés mécaniques des matériaux, ...) et ne sont, par conséquent, guère reproductibles.
Une technique de mesure sans contact éliminerait ces difficultés. Elle devrait permettre par ailleurs de caractériser les matériaux à des niveaux de température inaccessibles avec les méthodes par contact. Fondées sur un apport d’énergie électromagnétique, les méthodes photothermiques sont donc susceptibles d’aller dans ce sens.
HAUT DE PAGE1.2 Principe des méthodes photothermiques
Leur principe est de soumettre l’éprouvette à une excitation radiative, celle-ci pouvant être obtenue par divers moyens (ex : tube à éclat, laser, lampe halogène, panneau radiant, voire... rayonnement solaire)...
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MESURES PHYSIQUES
(1) - KRAPEZ (J.-C.) - Mesure de l’effusivité thermique. Méthodes par contact - . Techniques de l’Ingénieur Mesure de l’effusivité thermique- Méthodes par contact, 09-2006.
(2) - ALMOND (D.), PATEL (P.) - Photothermal Science and Techniques - . Chapman & Hall, 1996.
(3) - SELL (J.) - Photothermal investigations of solids and fluids - . Academic Press, Inc., Orlando, Fla., 1989.
(4) - MANDELIS (A.), HESS (P.) - Progress in photothermal and photoacoustic science and technology. Principles and Perspectives of Photothermal and Photoacoustic Phenomena - . Elsevier, 1992.
(5) - LYONS (P.R.A.), GAI (S.L.) - A method for the accurate determination of the thermal product (kρC)1/2 for thin film heat transfer or surface thermocouple gauges - . J. Phys. E: Sci. Instrum., 21, p. 445-448, 1988.
(6) - FORT (C.), ROUX (J.M.),...
Isolation thermique. Grandeurs physiques et définitions. - NF EN ISO 7345 - 07-96
Isolation thermique. Conditions de transfert thermique et propriétés des matériaux. Vocabulaire. - NF EN ISO 9251 - 07-96
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