Mesure de l'effusivité thermique - Méthodes par contact

Sommaire

1. Méthodes de mesure par mise en contact

1.1 Sonde épaisse anisotherme

1.2 Sonde isotherme (petit corps chaud)

2. Méthode du plan chaud

2.1 Principe général

2.2 Modèle thermocinétique

2.3 Sensibilité aux paramètres

2.4 Identification des paramètres

2.5 Précautions à prendre

2.6 Montage asymétrique

3. Méthodes dérivées du plan chaud

3.1 Méthode de la source plane dynamique (Dynamic Plane-Source)

3.2 Source plane dynamique étendue (Extended Dynamic Plane-Source)

3.3 Plan chaud avec source et capteur séparés

4. Méthodes dérivées du fil chaud

4.1 Fil chaud avec source et capteur séparés

4.2 Fil chaud asymétrique gardé

5. Méthode du ruban chaud

5.1 Ruban chaud instationnaire sur matériau épais

5.2 Ruban chaud instationnaire sur plaque mince et conductrice

5.3 Méthode 3ω

6. Rectangle chaud, disque chaud (Hot Disk)

7. Sonde sphérique active

Notations et symboles

Pour en savoir plus

Parmi les méthodes avec contact, il y a celles où la perturbation thermique est assurée par la mise en contact avec un deuxième corps à température différente, et celles où cette perturbation est assurée par une source de chaleur fixée à l’éprouvette à caractériser. Cette source de chaleur, généralement avec effet Joule, est soit pressée à la surface, soit insérée entre deux éprouvettes du même matériau.

Nous renvoyons le lecteur au dossier [R 2 850], réf. [5] pour la classification des méthodes de caractérisation thermique selon la perturbation choisie : perturbation de type échelon (flux constant), de type Dirac (flux impulsionnel) et de type modulé (analyse du régime périodique), auxquelles on peut aussi ajouter les perturbations de type aléatoire.

De même, les méthodes peuvent être classées suivant que la grandeur mesurée est une température ou un flux, ou les deux à la fois. La mesure de température peut être effectuée à l’endroit même de la perturbation ou hors de la perturbation, ou les deux à la fois.

Dans ce dossier, nous mettrons un accent particulier sur les études de sensibilité aux paramètres (à l’effusivité et à d’autres propriétés thermiques du matériau, ainsi qu’aux paramètres définissant les conditions aux limites). En effet, si les sensibilités se montrent faibles ou corrélées les unes aux autres, l’estimation de l’effusivité sera difficile et très affectée par les erreurs de mesure ([R 2 957, annexe 2]). Le bilan de cette présentation des méthodes par contact se trouve en [R 2 957] au paragraphe « Performances des méthodes ».

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