Academic literature on the topic 'Corium – Propriétés thermiques – Mesure'

Les méthodes dynamiques de mesure des propriétés thermiques des matériaux sont basées sur l'observation du comportement d'échantillons soumis à une excitation dont les caractéristiques sont connues. Ces méthodes dynamiques sont habituellement classées en fonction du type d'excitation thermique, les plus utilisées étant l'échelon, le pulse de Dirac, la modulation sinusoïdale et plus récemment les séquences pseudo-aléatoires. Chacune de ces familles de méthodes comportent avantages et inconvénients qui font que l'une ou l'autre peut être plus pertinente dans une configuration donnée. Afin d’initier les étudiants à l’identification par méthode périodique, une maquette expérimentale dédiée aux travaux pratiques a été développée. L’objectif est, à partir d’un dispositif économique, d’illustrer les potentialités de cette approche. Nécessitant quelques connaissances en thermique, la maquette exposée peut être utilisée en premier ou second cycle universitaire.

Résumé La spectroscopic photoacoustique permet la détection de la chaleur émise lors de désactivations thermiques suite à l’absorption, par un échantillon, de la lumière monochromatique modulée. En faisant varier la longueur d’onde du faisceau d’analyse, nous obtenons un spectre comparable à celui obtenu par la spectroscopic d’absorption. La spectroscopic photoacoustique possède l’avantage d’être applicable aux échantillons dont les propriétés optiques ne se prêtent pas aux techniques spectroscopiques conventionnelles, par exemple dans le cas des algues unicellulaires. Cette technique permet, en plus de l’analyse spectrale, la mesure de l’activité photosynthétique d’échantillons sains ou soumis à divers agents environnementaux (polluants, chaleur, …). Des résultats obtenus avec Anacystis nidulans, Phaeodactylum tricornutum et Pisum sativum sont présentés dans le présent travail. Nous croyons que les possibilités de la spectroscopic photoacoustique sont suffisantes pour susciter l’intérêt des chercheurs dans le domaine de la toxicologie et en particulier dans l’évaluation des dangers environnementaux reliés à l’utilisation des substances toxiques.

Guidée par une recherche continue de performance de production, de qualité de fabrication et de réduction des coûts, l’industrie utilise de manière croissante de nouveaux revêtements techniques, hybrides, multifonctionnels, assurant des fonctions critiques (anticorrosion, protection contre les impacts de foudre, blindage, furtivité…). Ces revêtements sont souvent conçus pour optimiser des propriétés thermiques, électromagnétiques, électriques, mais aussi acoustiques ou mécaniques. Leur complexité peut être plus ou moins importante avec la possibilité d’ajouter des fonctions supplémentaires selon leur cadre d’utilisation, comme par exemple l’utilisation en conditions extrêmes. L’aptitude des technologies THz pour la mesure d’épaisseur de revêtements a déjà été démontrée dans de nombreuses publications et en environnement industriel. Les gammes de mesure, la précision ainsi que la cadence d’acquisition et de traitement sont compatibles avec une grande partie des applications industrielles. Le capteur développé par Terakalis est rapide, sans contact et adapté au travail sur des pièces avec des surfaces complexes et de grandes dimensions. Il permet de déterminer l'épaisseur de chaque couche d’un revêtement multicouche et offre des avantages significatifs par rapport aux techniques existantes. Il est par exemple possible de : • Mesurer des épaisseurs multicouches très fines (à partir de 10μm), sur tous types de substrats (métalliques, composites, céramiques…), de manière rapide pour des cartographies, • Détecter des départs de corrosion sur substrat métallique sous le revêtement, • Détecter des défauts de cohésions entre le revêtement et le substrat (délaminations), • Mesurer les épaisseurs de revêtements même humides (gain de temps, détection plus rapide d’éventuels défauts). Cette technologie représente une rupture majeure pour le contrôle de la qualité et des processus dans l'application de peinture et offre des avantages économiques et environnementaux. Lors de cette communication, TERAKALIS, société spécialisée en fabrication d’équipements THz, présentera le principe des ondes TeraHertz, les principales méthodes de mesure, un état de la maturité des systèmes THz actuels avec leurs performances et limites pour la mesure de faibles épaisseurs et la détection de défauts dans les revêtements fins (<1mm) et aux interfaces. Elle s’appuiera sur des cas applicatifs en guise d’illustration.

Cette thèse porte sur la détermination et la modélisation de propriétés thermophysiques (masse volumique, viscosité et, tension de surface) de mélanges corium U-Zr-Fe-O représentatifs des conditions accidents graves en cuve, à des températures supérieures à 2000 °C. Pour cela, deux méthodes expérimentales sont employées de manière complémentaire : la lévitation aérodynamique (au CEMHTI, CNRS Orléans) et la pression maximale de bulle (au CEA Cadarache). Des mesures inédites de ces propriétés thermophysiques sont obtenues sur plusieurs compositions de corium en cuve U-Zr-O, avec différents degrés d'oxydation du zirconium, et ses composants (Fe et système Zr-O), avec une estimation des incertitudes de mesure, à la fois de chaque propriété mais aussi de la température. Suite aux essais, les compositions sont analysées par MEB-EDS, ce qui permet d'augmenter la fiabilité des données mesurées. En complément, une démarche de modélisation de la tension de surface par approche thermodynamique est initiée et sa faisabilité démontrée
This thesis deals with the determination and modelling thermophysical properties (density, viscosity and surface tension) of corium mix U-Zr-Fe-O representative of severe accident conditions inside the nuclear reactor vessel, at temperatures above 2000 °C. For such needs, two complementary experimental devices are used: aerodynamic levitation (at CEMHTI, CNRS Orléans) and maximum bubble pressure (at CEA Cadarache). Original measurement of those thermophysical properties are obtained on several in-vessel corium compositions (U-Zr-O) with various degree of zirconium oxidation, and separately on its components (Fe and Zr-O system). The uncertainties, both on measurement of the properties themselves and on temperature are assessed. Following the tests, sample compositions are analysed by SEM-EDS, thereby increasing the reliability of the measured data. In addition, a thermodynamic approach to surface tension modelling has been initiated and its feasibility demonstrated

Le travail rapporte dans ce memoire concerne l'adaptation d'un calorimetre differentiel a la mesure de capacites calorifiques sous pression. Deux jeux de cellules permettant l'etude, d'une part de fluides meme corrosifs, jusqu'a 40 mpa, d'autre part de fluides non corrosifs, jusqu'a 100 mpa, ont ete realises. L'etalonnage et le controle des performances de ce dispositif, sont detailles dans une premiere partie. Des mesures de densites sont egalement presentees, ainsi qu'un montage permettant d'effectuer des transferts isobares de fluides monophasiques sous pression (diphasiques dans les conditions normales). La deuxieme partie concerne des applications sur des fluides petroliers, de leurs composes les plus simples (notamment alcanes lourds : c 1 1, c 1 2, c 1 3 et c 1 5), a differents hydrocarbures (comportant des fonctions aliphatiques, cyclaniques ou aromatiques) presents dans les fractions lourdes reelles ; une etude comparative a ete menee entre des coupes lourdes reelles et des melanges synthetiques presentant des caracteristiques identiques (les schematisant a partir de quelques composes choisis avec discernement dans les diverses familles et avec des temperatures d'ebullition voisines). Les valeurs experimentales determinees (compte tenu des gammes etendues p, t de mesure) font, de la capacite calorifique isobare, une donnee thermodynamique de poids qui s'est averee etre une reference de qualite : - dans le cadre de l'elaboration d'une methode numerique destinee a remonter a l'ensemble des proprietes thermophysiques (capacite calorifique a volume constant c v, coefficients de compressibilite isotherme k t et adiabatique k s, vitesse du son c). - afin de servir de grandeur discriminatoire, pour juger l'aptitude des equations d'etat et des regles de melange le plus souvent utilisees en genie des procedes a restituer la valeur de la capacite calorifique sous pression pour des systemes hydrocarbones divers (corps purs et plus particulierement coupes lourdes).

Le travail présenté propose de mesurer la teneur en eau in situ, en particulier dans les couches peu profondes qui sont rapidement évolutives. Cette mesure s'effectue par le biais d'une caractérisation thermique du système. L'étude est divisée en deux parties. La première est la détermination des paramètres thermiques d'un échantillon de sol en laboratoire par des méthodes classiques. Ces essais sont réalisés avec une teneur en eau que l'on fait varier par palier, dans le but d'étudier son influence sur les propriétés thermiques de l'échantillon. On établit alors une corrélation entre l'effusivité b qui caractérise le matériau et son humidité w. La seconde partie traite de la partie in situ des expérimentations. Elle fait appel à des techniques plus complexes. Du fait de l'évolution rapide du système étudié, nous avons eu recours à l'utilisation d'outils adaptés dans la théorie de traitement du signal : les modèles non entiers. Nous avons étudié trois types de sol différents : tout d'abord un sable, qui nous a servi de référence pour nos essais, puis nous avons étendu la méthode sur un sol argileux, et un sol argilo-sableux. Ce travail a débouché sur le suivi de la teneur en eau de ces sols, en fonction du temps et de la profondeur. Les résultats ont été validés par des essais gravimétriques
Work presented proposes to measure the water content of the in situ grounds. This study concerns the thermal characterisation of surface layers of the soil, and these changes rapidly with water content. This is divided into two parts. The first is the determination of the thermal parameters of a sample of ground in laboratory by traditional methods. These tests are carried out with a water content, from 0%, that must then be increased up to saturation with intermediate tests being performed to determine the changes in the thermal properties. A correlation curve is established, between the water content of the material and its thermal characteristics. The second part involves studying the soil in situ conditions. It calls upon more complex techniques. Because of the fast evolution of the studied system, a broad recourse is made to the methods of the signal theory, in particular : the use of noninteger models. We studied three different types of ground : at first, a sand, which was used to us as reference for our tests, then we extended the method on a ground of the argillaceous type, and a ground argilo-sandy. This work led to the monitoring of the evolution of the water content of these grounds, (according to time and depth). The results were validated by gravimetric tests

Nous étudions les propriétés thermiques de matériaux diélectriques en couches minces. Nous utilisons pour cela des techniques d'optique guidée basée sur le coupleur à prisme ("m-lines "). Le coefficient thermo-optique dn/dT est mesuré pour différents matériaux en couches minces. Ces mesures sont appliquées à l'interprétation et la simulation du décalage spectral avec la température de filtres interférentiels. Le coupleur à prisme à réflexion totale, dans un montage à deux faisceaux de type pompe-sonde, permet de détecter, en régime harmonique, des variations d'indice photo-induites dans une couche mince aussi faibles que 10 -8. Ces variations d'indice sont provoquées par léchauffement créé par l'absorption d'une faible partie du faisceau pompe dans la couche. Leur répartition dans la couche est reliée aux propriétés thermiques (conductivité, chaleur spécifique) de celle-ci. Un modèle bidimensionnel de conduction thermique dans le coupleur à prisme a donc été développé, avec un bon accord qualitatif entre les calculs et les mesures. Une comparaison des mesures effectuées sur différents échantillons est également présentée
We study the thermal properties of dielectric thin-film materials. To achieve this goal, we use guided optic techniques based on the prism coupler (m-lines). The thermo-optical coefficients of different thin-film materials are measured. These measurements are applied to the analysis and simulation of interference filters' spectral shift with temperature. The totally reflecting prism coupler, in a two-beam pump-and-probe set-up, allows the detection, in harmonic regime, of photo-induced index modifications in a thin film as low as 10 -8. These index variations are due to the temperature increase created by the absorption of a small part of the pump beam in the film. Their distribution in the film is related to the film's thermal properties (conductivity, specific heat). A two-dimensional model of the heat conduction in the prism coupler has been developped, with a good qualitative agreement between calculations and measurements. The measurements performed on different samples are also compared

Cette thèse se situe dans le cadre de la caractérisation des milieux évolutifs. L'objectif est le suivi de l'évolution des paramètres thermophysiques au cours du temps. Au niveau expérimental, l'application des techniques nouvelles de mesures fluxmétriques permet de définir complètement et simplement l'état thermique dans le plan. Sur le plan théorique, le recours aux méthodes de la théorie du signal permet de développer des techniques d'identification dans le domaine fréquentiel. Deux configurations sont proposées. La première implique un double accès au système dans le cadre d'un schéma entrée/sortie. La méthode permet une caractérisation thermique complète du matériau par un essai, tout en minimisant la perturbation imposée au milieu. Les sollicitations sont des signaux binaires pseudo aléatoires, qui fournissent une faible énergie au système à caractériser. Cela conduit à limiter l'utilisation de la méthode à des matériaux stables ou lentement évolutifs. Pour aborder les milieux rapidement évolutifs, la caractérisation par impédance thermique est proposée. Elle permet d'identifier l'effusivité thermique. Deux méthodes de traitement des données sont comparées : une classique analyse de Fourier réalisée sur la base de calculs FFT et un traitement basé sur une modélisation paramétrique pour réduire la durée des expérimentations. Ainsi, une durée d'observation du système de l'ordre de 5 mn suffit à identifier l'impédance thermique. Les performances de cette approche permettent de caractériser un système en évolution. Elle constitue la base d'une nouvelle méthode de suivi de l'évolution de la teneur en eau locale d'un sol. Les méthodes sont validées sur un matériau inerte de référence. Une loi de corrélation est établie entre la teneur en eau d'un stable et ses caractéristiques thermiques. Elle est appliquée au suivi de l'évolution de la teneur en eau du milieu durant des processus de séchage.

Ce travail s'inscrit dans le contexte expérimental de la séparation et de la mesure des transferts thermiques par rayonnement et par convection. Nous nous intéressons plus particulièrement aux interactions énergétiques entre une paroi de bâtiment, qu'elle soit intérieure ou extérieure, et son environnement micro-climatique. La solution envisagée pour traiter ce problème, repose sur l'utilisation d'une instrumentation originale permettant la mesure de flux thermiques. Un nouveau capteur sensible aux rayonnements thermiques a été caractérisé. Cela se passe par la conception d'un banc d'étalonnage, la recherche de la définition la mieux appropriée pour sa sensibilité, et l'étude de l'effet d'éventuelles perturbations sur sa réponse. La nécessité d'assurer au mieux le confort des occupants dans un local, tout en optimisant la gestion des énergies, imposent l'emploi de dispositifs fiables et de mise en oeuvre aisée. Notre travail propose ensuite l'utilisation des capteurs fluxmétriques, et notamment du capteur radiatif, pour le contrôle optimal des ambiances. Des résultats expérimentaux en gestions d'ambiances thermiques de confort, basés sur la notion de température résultante, sont présentés et comparés à une régulation classique par température d'air. Ils montrent les avantages du concept de flux appliqué à la régulation. Enfin, le problème de la séparation des échanges thermiques superficiels entre une paroi extérieure et son environnement micro-climatique a été abordé dans le cadre d'une première approche essentiellement expérimentale. Nous montrons que, par l'utilisation de mesures fluxmétriques, la détermination des coefficients d'échanges et la décomposition des apports solaires sont rendues possibles à la surface d'une paroi de bâtiment
This work is within the framework of the experimental context of the separation and the measurement of the thermal transfers by radiation and convection. More particularly, we are interested in the energy interactions between a building wall, whether it is interior or an external one, and its micro-climatic environment. The solution planned to deal with this problem, rests on the use of an original instrumentation allowing the measurement of heat fluxes. A new sensor sensitive to the thermal radiations was characterized. That imposes the design of a calibration bank, the search of the best adapted definition fot its sensitivity, and the study of the effect of possible disturbances on its answer. The needs as well as possible for ensuring the comfort of the occupants in a room, while optimizing the energy management, impose the use of reliable devices and easily brought into operation. Our work then proposes the use of fluxmetric sensors, and in particular of the radiative one, for the optimal control of environments. Experimental results in managements of thermal environments of comfort, based on the concept of resultant temperature, are presented, and compared with a traditional regulation by air temperature. They show the advantages of the concept of flow applied to the regulation. Lastly, the problem of the separation of surface heat exchange between an external wall and its micro-climatic environment was approched within the framework of a first approach primarily experimental. We show that, by, the use of fluxmetric measurements, the determination of the exchanges coefficients and the decomposition of the solar contributions are made possible on the surface of a building wall

L'objectif de ce travail est de réaliser une caractérisation thermophysique des matériaux poreux rapidement évolutifs, en particulier le sol dans ses couches superficielles. Au niveau expérimental, l'utilisation de capteurs fluxmétriques, permettant une mesure simultanée de la température et du flux dans le même plan, associés à une méthode de traitement basée sur la notion d'impédance thermique autorise une caractérisation fiable et précise des systèmes en présence. Au niveau théorique, le recours au modèle d'ordres non entiers pour déterminer l'impédance thermique expérimentale dans le domaine fréquentiel a constitué une procédure novatrice permettant l'identification des paramètres thermophysiques du milieu conductif étudié. Le modèle théorique d'impédance défini a été validé par une étude harmonique d'un matériau de référence, un bloc de béton inerte. Une sollicitation aléatoire de nature S. B. P. A permet une caractérisation précise du milieu avec un apport minimal d'énergie, particulièrement bien adaptée à un développement in situ. Chaque essai expérimental a fait l'objet d'une vérification, d'excellents résultats ont été observés. La configuration proposée en laboratoire a permis d'établir une loi de corrélation entre l'humidité et l'effusivité thermique pour différents types de sol. Au final, la démarche développée en théorie est appliquée au suivi de la teneur en eau in situ
The objective of this work is to carry out a thermophysical characterization of porous materials quickly evolutionary, in particular the soil in its surface layers. At the experimental level, the use of fluxmetric sensors allows a simultaneous measurement of the temperature and flow in the same plan. We associated it to a method of treatment based on the concept of thermal impedance which authorizes a reliable and precise characterization of the involved systems. At the theoretical level, we have recourse to the non-integer model to determine the experimental thermal impedance in the frequential field. This constitutes an innovative procedure enabling the identification of the thermophysical parameters of the studied conductive site. The conceptual model of defined impedance was validated by a harmonic study of a reference material, an inert concrete block. A random solicitation of type B. P. R. S allows a precise characterization of the material with a minimal contribution of energy, particularly well adapted to an in situ development. Each experimental test was the aim of checking, excellent results were observed. The configuration suggested in laboratory made it possible to establish a law of correlation between moisture and the thermal effusivity for various types of ground. Finally, the approach developed in theory is applied to the monitoring of the evolution of the water content in situ

Le travail présenté se situe dans le cadre de la caractérisation thermophysique des milieux évolutifs. Nous proposons une méthode d'identification thermophysique d'un mortier jeune qui permet le suivi de processus évolutifs complexes au cours de sa prise, en réduisant le temps d'analyse. La notion d'impédance thermique est définie dans les approches théoriques. Le cas particulier d'un système tricouche incluant l'instrumentation au système modélisé est présenté. L'application des techniques nouvelles de mesures fluxmétriques permet de définir de façon simple l'état thermique dans un plan. En tenant compte de la perturbation introduite par la présence du fluxmètre sur le système ainsi que de la résistance de contact existant entre le capteur et le matériau étudié, et à partir des mesures de températures et de flux à la surface du système, nous accédons à l'impédance expérimentale. La grandeur d'effusivité thermique est obtenue par optimisation du modèle théorique d'impédance sur l'impédance expérimentale. L'avantage de la méthode développée est de proposer une instrumentation légère et fiable, disposée en surface du système étudié et ne nécessitant qu'une seule face d'accès. L'effusivité thermique est une caractéristique des transferts en régime variable, elle est très sensible aux variations de teneur en eau des systèmes. La méthode développée permet de suivre l'évolution de la teneur en eau locale du mortier durci durant des processus de séchage et d'établir une loi de corrélation entre sa teneur en eau et ses caractéristiques thermiques
This study presents experimental work concerning evaluation of thermophysicals properties of different mortars, with particular reference to their dependence on some other properties of the material such as, water cotent. An initial investigations was carried to study the use of thermal impedance for measuring the thermal effusivity of a mortar durng the early stages of hydration. The concept of impedance thermal is defined in the theoretical approaches. We propose a method of identification thermophysical of a mortar which allows the follow-up of complex evolutionary processes during its hydration, by reducing the time of analysis. The studied system and the instrumentation are presented. We take into account the effects of the presence of the flow meter on the system and the resistance of contact between the flow meter and studied material. The water migration during the run-time of the thermal tests has been avoided. We measure the temperatures and flows in the mortar surface to be able to calculate the experimental impedance? The thermal effusivity is obtained by optimisation of theoretical impedance on the experimental impedance. The advantage of the developed method is to propose an instrumentation light and reliable, and requiring only one face of access. The technique developed allows to follow the evolution of the water content of the mortar hardened during processes of drying and to establish a correlation between its water content andits characteristics thermal. A strong correlation has been found between the evolution of the effusivity thermal and the water contents and the results show that the thermal affuxivity increases with the moisture content

Réalisation de deux dispositifs automatiques à commandes numériques de mesure des paramètres électriques et thermiques des matériaux, et d'autre part à l'étude comparative des propriétés thermiques et électriques de quelques matériaux non métalliques. Dispositif capable de séparer les informations conductivités et permittivité [epsilon], conçu à partir d'un oscillateur à conductance négative. Nouveau dispositif utilisant la phase transitoire de la réponse à un échelon de flux thermique et permettant de mesurer rapidement l'effusivité des matériaux

Ce document presente deux methodes de mesure des proprietes thermophysiques des materiaux opaques en regime periodique basse frequence : l'une permet la mesure de l'emissivite totale sur un domaine de temperature autour de l'ambiante, l'autre donne acces a la conductivite thermique a temperature ambiante. La technique de mesure de l'emissivite consiste a mesurer le flux emis par un echantillon dont la temperature est modulee autour d'une temperature moyenne controlee. L'utilisation d'un hemisphere reflechissant permet de s'affranchir de l'emploi d'une reference froide. Des mesures ont ete effectuees sur la peinture velvet coating 811 - 21 entre 36c et 82c. La precision obtenue est meilleure que 0,5%. L'indicatrice d'emission d'un echantillon tres reflechissant tel que le nickel a ete aussi etudiee, la precision est alors meilleure que 4%. Le principe de la methode de mesure de la conductivite est fonde sur l'analyse de la reponse d'un echantillon dont l'une des faces est soumise a une excitation thermique multifrequentielle et dont l'autre face est recouverte d'une plaque metallique. Des mesures ont ete effectuees sur un echantillon de pvc a temperature ambiante, la precision obtenue est de l'ordre de 4%.