Conduction et diffusion au voisinage d'interfaces rugueuses

par Damien Vandembroucq

Thèse de doctorat en Energétique

Sous la direction de Albert-Claude Boccara.


  • Résumé

    La première partie de ce travail repose sur une étude expérimentale de la diffusion de chaleur au voisinage d'interfaces rugueuses. En suivant par radiométrie infrarouge la température de surface de matériaux opaques chauffés par laser, on a pu mettre en évidence un régime transitoire de diffusion anormale lorsque la surface présente un caractère auto-affine. Un modèle géométrique simple a permis de relier quantitativement la déviation au régime normal enregistré dans l'expérience thermique à l'exposant de rugosité de la surface mesuré par profilométrie. Des simulations numériques (marches aléatoires à partir d'interfaces auto-affines) complètent cette étude. La seconde partie de ce travail a été consacrée au développement d'un algorithme permettant de calculer la transformation conforme qui transplante sur un demi-plan un domaine 2D semi-infini limite par une interface rugueuse quelconque. Ce code très efficace repose sur l'utilisation itérative de transformation de Fourier rapides. Cette méthode a d'abord été appliquée à la résolution de problèmes harmoniques: conduction de la chaleur le long d'une interface, singularité du champ de contraintes en tête d'une fissure rugueuse (mode III)… Elle a permis ensuite la résolution de problèmes biharmoniques : écoulement de Stokes le long d'une paroi rugueuse, calcul du champ de contraintes à la surface d'un matériau en traction… De nombreux résultats statistiques ont été obtenus dans le cas particulier des surfaces auto-affines : corrélations champ-hauteurs, distribution d'un champ à l'interface… Une annexe présente enfin une technique de visualisation de l'effet Branly (transition isolant-conducteur d'un milieu granulaire métallique). Cette méthode qui utilise l'imagerie infrarouge est la première à permettre une visualisation directe des chemins de conduction dans le milieu.

  • Titre traduit

    Conduction and diffusion near rough interfaces


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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 38 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 58223
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