VI.1 Méthode du ruban chaud symétrique
Les propriétés thermo physiques
(conductivité thermique ë, effusivité thermique E,
diffusivité thermique á, capacité thermique volumique
ñCp) sont déterminées par la méthode du ruban chaud
symétrique en régime transitoire. Cette méthode non
destructive permet d'identifier simultanément la conductivité et
l'effusivité thermiques à partir d'une seule mesure temporelle de
l'élévation de température au centre d'un ruban chauffant
disposé entre deux demi-échantillons symétriques.
 (W/m.K) (II.11)
 (J.m?².K?.s?/²) (II.12)
VI.2 Principe physique
Un ruban métallique (résistance R 31,51
Ù, surface S = 1,5 × 10? m²) soumis à un flux de
chaleur constant q = P/S = 533,33 W/m² (alimenté en U = 5V, I =
0,159 A, P = 0,80 W) est inséré entre deux
demi-échantillons pressés en contact. Un thermocouple type K
mesure l'évolution temporelle de la température ÄT(t) au
centre du ruban. Le modèle thermique analytique du ruban chaud
symétrique donne :
ÄT(t) = f(E, ë, Rc, mc, t)
(II.13)
où E est l'effusivité thermique
[J.m?².K?.s?/²], ë la conductivité thermique [W.m?.K?],
Rc la résistance thermique de contact et mc la capacité thermique
de la sonde.
VI.3 Algorithme d'identification
L'identification des paramètres thermo physiques est
réalisée par l'algorithme de Newton-Raphson, qui minimise la
somme D des carrés des écarts entre les températures
expérimentales T_exp(ti) et les températures calculées par
le modèle T_th(ti, E, ë, Rc, mc) :
D = Ó? [T_exp(t?) - T_th(t?, E, ë, Rc,
mc)]² ? minimum (II.14)
La procédure d'optimisation part de valeurs initiales
(E = 1500, ë = 2, Rc = 0, mc = 0) et converge vers les valeurs
identifiées minimisant D. Le critère D final (de l'ordre de
0,0025) permet de valider la qualité de l'identification.
VI.4 Dispositif expérimental
(c)
(a)
Le dispositif comprend les équipements (figure 2.8)
suivants :
ï Ruban chauffant : résistance plate de surface S
= 1,5 × 10? m² ;
ï Alimentation stabilisée : U = 5V, I = 0,159 A
;
ï Thermocouple type K et enregistreur de données
de température (HUATC S220-T8) ;
ï Multimètre de mesure (contrôle tension et
courant) ;
ï Support de serrage garantissant un contact uniforme
entre les demi-échantillons et le ruban ;
ï Ordinateur avec logiciel d'acquisition et de traitement
des données.
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