Identification des propriétés radiatives des matériaux semi-transparents diffusants

par Vicente de Paulo Nicolau

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Jean-François Sacadura.


  • Résumé

    Les propriétés radiatives des matériaux semi transparents diffusants comme la laine de verre et la fibre de silice sont identifiées. Il s'agit de l'épaisseur optique, de l'albédo et de la distribution de la fonction de phase. Les coefficients volumiques d'extinction, d'absorption et de diffusion sont calcules a partir de l'épaisseur optique et de l'albédo. Pour la fonction de phase, on utilise une composition de deux fonctions d'Henyey-Greenstein avec une fonction isotrope ce qui représente trois autres paramètres à identifier. La solution numérique de l'équation du transfert radiatif applique au cas d'une tranche plane permet le calcul des transmittances et des réflectances spectrales et bidirectionnelles, respectivement à l'entrée et à la sortie de cette tranche plane, soumise à un rayonnement incident normal et collimaté. Dans des conditions expérimentales identiques à celles simulées, les transmittances et les réflectances sont mesurées. L'épaisseur optique est directement déterminée à partir des valeurs expérimentales des transmittances, tandis que les quatre autres paramètres sont identifiés suivant une minimisation au sens des moindres carres des écarts entre les valeurs théoriques et expérimentales de transmittances et réflectances. La méthode de linéarisation de gauss associée a une analyse détaillée des coefficients de sensibilité a été utilisée pour développer la stratégie d'identification et pour déterminer les paramètres. Deux montages optiques sont successivement mis en œuvre, en utilisant en un premier temps un monochromateur a prisme et après un spectromètre a transformée de Fourier. Les valeurs des paramètres sont présentées dans la plage spectrale allant de 1,5 a 15 microns.

  • Titre traduit

    = Thermal radiation properties identification of semi-transparent scattering


  • Résumé

    Radiative properties of semi-transparent scattering materials like fiberglass and silica fibers are identified, including optical thickness, albedo and a three parameter phase function model. Extinction, absorption and scattering coefficients are calculated based on optical thickness and albedo values. The phase function model is a composition of two Henyey-Greenstein and an isotropic function. The study focuses on a plane slab submitted to a normal incident collimated radiation beam. The numerical solution of the radiative transfer equation gives the values of the spectral transmittances and reflectances at the front and rear faces of the slab. An experimental set-up has also been realized to measure the spectral transmittances and reflectance under the same condition. The optical thickness is directly determined from the experimental transmittances, while the other four parameters are identified by the minimization of the sum of square errors between experimental and theoretical transmittances and reflectance. The Gauss method of linearisation associated with a fine analysis of the sensitivity coefficients has been used to determine the parameters. Two optical bench have been used: firstly a prism based monochromator and secondly a Fourier transform infrared spectrometer. The radiative parameters values are presented in the 1. 5 to 15μm wavelength range. Results show that the studied materials present a high scattering with a dominant forward anisotropy

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Informations

  • Détails : 1 vol. (216p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1606)
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