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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Théorie3. Incertitudes de mesure
La détermination de l’incertitude de mesure de la diffusivité thermique nécessite l’analyse fine du procédé de mesure afin d’identifier au mieux toutes les causes possibles d’incertitude.
L’application de la méthode dite des « 5M » (basée sur l’utilisation des diagrammes causes/effets d’Ishikawa) permet, à partir d’une très bonne connaissance du processus de mesure, de discerner les sources d’incertitude relatives aux Moyens de mesure, à la Méthode, à la Matière (produit étudié), au Milieu et à la Main-d’œuvre (opérateur).
3.1 Moyens
Le terme « moyens » regroupe l’ensemble des équipements utilisés lors de la mesure des grandeurs physiques impliquées (épaisseur et température de l’échantillon, tension délivrée par le détecteur de rayonnement, temps séparant le dépôt d’énergie de celui auquel la face arrière atteint une certaine fraction de l’échauffement maximal) dans la détermination de la diffusivité thermique.
Les incertitudes composées sur la mesure de l’épaisseur, de la température, du temps et de la tension résultent principalement de la combinaison des incertitudes dues au bruit de mesure, à la résolution et à l’étalonnage de l’instrument de mesure.
Une autre source d’incertitude fréquente provient de l’éventuelle dérive transitoire de la ligne de base du signal délivré par le détecteur, consécutivement aux perturbations électromagnétiques accompagnant la génération de l’impulsion, ce qui peut contrarier la détermination de la fraction considérée de l’échauffement maximal.
HAUT DE PAGE3.2 Matière et main-d’œuvre
Les causes d’incertitudes concernant l’éprouvette sont sa qualité géométrique (planéité et parallélisme des faces) et ses caractéristiques physico-chimiques (isotropie, homogénéité, opacité et nature du matériau).
À la température d’essai, l’épaisseur de l’éprouvette est égale à l’épaisseur mesurée à la température...
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Incertitudes de mesure
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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