Mesure de l'émissivité thermique

Sommaire

1. Définitions de l’émissivité

1.1 Émissivité monochromatique directionnelle

1.2 Émissivité directionnelle totale

1.3 Émissivité hémisphérique monochromatique

2. Interprétation physique de l’émissivité

2.1 Indice complexe

2.2 Théories de la dispersion de l’indice

2.3 Modélisation de l’émissivité

3. Méthodes de mesure et appareillages

3.1 Méthodes directes à partir de l’émission de rayonnement

3.1.1 Méthode utilisant un corps noir de référence

3.1.2 Méthode absolue en lumière polarisée

3.1.3 Mesure simultanée de la température dans l’ultraviolet et de l’émissivité dans l’infrarouge

3.1.4 Cas des températures extrêmes

3.2 Méthodes indirectes

3.2.1 Mesure de la réflectivité

3.2.2 Mesure de l’indice complexe

3.2.3 Méthode calorimétrique

3.2.4 Méthode calorimétrique en instationnaire

4. Exemples de résultats expérimentaux sur les matériaux lisses.

4.1 Métaux

4.2 Diélectriques

4.3 Couches minces. Surfaces sélectives

5. Influence de l’état de surface sur l’émissivité

5.1 Influence de l’état chimique de la surface

5.2 Influence de la rugosité

5.3 Influence des changements de phase

Pour en savoir plus

L’émission de rayonnement thermique d’une surface solide ou liquide dépend de la température, de la longueur d’onde, mais aussi d’un facteur compris entre 0 et 1 appelé émissivité.

Les échanges thermiques par rayonnement, les mesures de température par pyrométrie nécessitent donc la connaissance de ce facteur, qui dépend lui-même de la nature du matériau, de l’angle d’émission, de la polarisation du rayonnement émis et enfin de l’état de surface. L’influence de ces différents paramètres sera examinée dans le présent article, qui complète l’article R 2 735 «  Température de surface. Mesure radiative  ».

Pour avoir une connaissance plus complète des phénomènes physiques de base, on pourra se référer aux ouvrages généraux [1] [2] [4] [5] cités dans la fiche [Doc. R 2 737].

Dans le recueil de données de Y.S. Touloukian et D.P. De Witt [3],...