Présentation

Article

1 - GRANDEURS RELATIVES

2 - RAYONNEMENT THERMIQUE D’UNE SURFACE

3 - MÉTHODES DE MESURE

4 - INSTRUMENTS

Article de référence | Réf : R2735 v2

Grandeurs relatives
Température de surface : mesure radiative

Auteur(s) : François CABANNES

Date de publication : 10 juil. 1996

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • François CABANNES : Professeur émérite de l’Université d’Orléans (École Supérieure de l’Énergie et des Matériaux ESEM)

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

L’auteur de cet article étant décédé avant l’impression, les épreuves ont été relues par François GERVAIS, sous-directeur du Centre de Recherches sur la Physique des Hautes Températures, CNRS Orléans.

La mesure des températures de surface pose souvent des problèmes délicats. S’il s’agit de la surface d’un matériau très bon conducteur thermique comme un métal, une méthode par contact peut être envisagée. Sinon, une méthode de mesure sans contact est préférable.

  • L’utilisation du rayonnement d’émission thermique présente de nombreux avantages, qui sont dus à l’absence de contact matériel, ce qui entraîne :

    • pas, ou peu, de perturbation des échanges entre la surface et le milieu environnant ;

    • la possibilité :

      • de mesures sur de très petites surfaces (quelques millimètres carrés),

      • de mesures sur des objets fragiles ou dangereux (haute tension, corrosion, etc.),

      • d’établissement de cartes thermiques, à grande distance (télédétection),

      • de mesures à grande vitesse de réponse (quelques microsecondes) et sur des objets en mouvement,

      • de mesures de très hautes températures (au‐delà des températures de fusion des matériaux les plus réfractaires : 3 000 K).

  • À côté de ces avantages, se présentent aussi des inconvénients et des difficultés :

    • l’instrument de mesure ne fournit qu’une température de rayonnement (température de luminance, température de couleur) qui diffère d’autant plus de la température vraie que l’émissivité de la surface s’écarte de l’unité 2.3.2 ;

    • les instruments de mesure (radiomètres, pyromètres) sont relativement fragiles et onéreux, et cela d’autant plus qu’on les veut plus fiables, plus précis et utilisables dans des conditions extrêmes (petites surfaces, grandes vitesses de réponse, faibles températures).

      Des artifices permettent de réduire l’influence de l’émissivité de la surface, mais ils ont tous l’inconvénient de perturber plus ou moins les conditions d’échange thermique sur la surface, et donc sa température.

      Dans l’industrie, les instruments peuvent être utilisés pour repérer les conditions d’un processus de fabrication. Dans des conditions expérimentales bien précisées et reproductibles, la mesure d’une température de rayonnement est généralement suffisante. Les conditions les plus importantes à respecter sont la bande spectrale de l’instrument et la réflexion du rayonnement environnant sur la surface 2.3.1. Pour de tels repérages, si l’instrument de contrôle est toujours le même, seule est importante sa fidélité. L’exactitude du résutat de mesure ne devient nécessaire que si l’on risque de changer l’instrument.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2735


Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

1. Grandeurs relatives

Le lecteur se reportera utilement aux articles [16], [17], [18], [19] des Techniques de l’Ingénieur.

La mesure de température de surface, par observation du rayonnement d’émission, fait intervenir le transfert de l’énergie rayonnée par la source vers un capteur, et par suite les grandeurs relatives au rayonnement transporté dans un faisceau « lumineux ».

1.1 Grandeurs relatives au rayonnement (flux, luminance, exitance, éclairement)

  • Pour définir l’énergie transportée dans un faisceau, c’est‐à‐dire le flux Φ (exprimé en watts), il faut décomposer le faisceau en pinceaux élémentaires. Le pinceau est formé des rayons qui traversent deux surfaces élémentaires dS et dS ’ (figure 1). Le flux élémentaire qu’il transporte est le produit d’un terme géométrique, l’étendue géométrique, et d’un terme photométrique, la luminance L. Son expression est :

    ou :

    ( 1 )

    l’angle solide dΩ définissant l’ouverture du pinceau qui s’appuie sur l’élément de surface dS.

    La relation [1] définit la luminance L (exprimée en W · m–2 · sr–1), comme le flux émis dans la direction normale par une surface élémentaire unité et dans l’angle solide unité.

    Le flux émis par la surface S dans l’angle solide Ω s’écrit :

    ( 2 )

  • En plus...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Grandeurs relatives
Sommaire
Sommaire

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS