Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La méthode flash est la méthode de mesure de la diffusivité thermique la plus connue et la plus utilisée. Depuis sa mise au point en 1961, elle a fait l’objet de nombreux développements. Méthode de laboratoire, elle est de plus en plus envisagée comme outil de contrôle industriel, de par sa simplicité de mise en oeuvre. Cet article présente les différents aspects de cette méthode , de la modélisation et l’estimation des paramètres jusqu'à la mesure, en passant par quelques exemples de réalisations industrielles et de laboratoire.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bruno HAY : Ingénieur ESIP Responsable du centre « Propriétés thermiques des matériaux » Laboratoire national d’essais (Paris)
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Jean-Rémy FILTZ : Docteur de l’université Paris VI Chef de la division « Thermique et Optique » Laboratoire national d’essais (Paris)
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Jean-Christophe BATSALE : Docteur de l’université de Bordeaux Professeur des universités Laboratoire Énergétique et Phénomènes de transfert (UMR 8508 CNRS) École nationale supérieure des arts et métiers – CER de Bordeaux
INTRODUCTION
Proposée en 1961 par Parker et al, la méthode flash est la méthode de mesure de la diffusivité thermique la plus connue et la plus utilisée. Elle a fait l’objet de nombreux développements liés aux méthodes de calcul et d’estimation de paramètres, aux capteurs, aux dispositifs d’acquisition et de traitement des données.
Cette méthode de laboratoire, qui peut être mise en œuvre simplement et éventuellement sans contact, est de plus en plus envisagée comme outil de contrôle industriel.
Le but de ce document est d’aborder les différents aspects de la méthode flash, de la modélisation et l’estimation des paramètres jusqu’à la mesure, en passant par quelques exemples de réalisations industrielles et de laboratoire.
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Présentation
Incertitudes de mesure2. Réalisation pratique
2.1 Banc de mesure de laboratoire classique
Des exemples d’installations sont décrits dans les références [8] [9]. Une installation de mesure de diffusivité thermique, schématisée figure 10, comporte les éléments suivants :
-
une source d’excitation thermique permettant de réaliser des impulsions de durée très brève, de l’ordre de quelques millisecondes. Cette impulsion thermique est assurée généralement par un tube à éclats ou un laser ;
-
un système de diagnostic afin de déterminer la durée, la forme de l’impulsion ainsi que l’instant du dépôt d’énergie, qui est l’origine des temps pour l’expérience. Une photodiode peut être utilisée pour effectuer cette mesure à partir de l’énergie prélevée sur le faisceau incident à l’aide d’une lame séparatrice ;
-
une enceinte qui permet d’assurer un vide primaire pour limiter les pertes par convection et les phénomènes d’oxydation à haute température et de maîtriser la température de l’échantillon. Les moyens à mettre en œuvre dépendent essentiellement de la gamme de température de fonctionnement envisagée : système cryogénique pour les basses températures, chauffage par effet Joule ou par induction pour les températures élevées ;
-
un détecteur quantique de rayonnement ou un couple thermoélectrique pour la mesure des variations de température de la face arrière de l’échantillon ;
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un ensemble d’acquisition et de traitement de données,...
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Réalisation pratique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DEGIOVANNI (A.) - Transmission de l’énergie thermique. Conduction - . Techniques de l’Ingénieur. Traité Génie énergétique [BE 8 200] (1999).
-
(2) - GAUSSORGUE (G.) - La thermographie infrarouge - . Technique et Documentation (1981).
-
(3) - HLADIK (J.) - Métrologie des propriétés thermophysiques des matériaux - . Masson (1990).
-
(4) - MAGLIC (K.C.), CEZAIRLIYAN (A.), PELETSKY (V.E.) - Compendium of thermophysical property measurement methods - . Plenum Press (1984).
-
(5) - MAILLET (D.), ANDRÉ (S.), BATSALE (J.-C.), DEGIOVANNI (A.), MOYNE (C.) - Thermal quadrupoles. Solving the heat equation through integral transforms. - Wiley (2000).
-
(6) - CARSLAW (H.S.), JAEGER (J.C.) - Conduction of heat in solids - . Oxford at the Clarenton Press...
ANNEXES
1 Laboratoires universitaires ou industriels utilisant la méthode flash (liste non exhaustive)
BNM-LNE (Paris) Contact (B. Hay, JR. Filtz)
CETHIL (INSA de Lyon 2) Contact (D. Baillis-Dœrmann, M. Raynaud)
ENSTIMAC - Département Énergétique (Albi) Contact (B. Ladevie)
GIAT Industries DSAM/DT/BIA/BIU (Bourges) Contact (O. Faugeroux)
Laboratoire de thermocinétique de Nantes EPUN Contact (Y. Scudeller)
LEMTA (Nancy) Contact (D. Maillet, A. Degiovanni)
LEPT-ENSAM - Cellule Thermicar (Talence) Contact (J.-C. Batsale, D. Mourand)
ONERA-DMSC (Palaiseau) Contact (D. Demange)
ONERA – Département de mécanique du solide de l’endommagement (Châtillon) Contact (J.C. Krapez)
HAUT DE PAGE2.1 Bancs de mesure de diffusivité thermique
Anter Corporation http://www.anter.com
ARIA-MINCO
Holometrix (Groupe Netzsch) http://www.holometrix.com
Netzsch http://www.netzsch.com
ONERA http://www.onera.fr
...
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