Modélisation, élaboration et caractérisation de reseaux de microthermocouples or-palladium en couches minces

par Bruno Serio

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Jean-Pierre Prenel.


  • Résumé

    La détection précise et rapide des changements de température de surface est crucialepour l'étude de nombreux phénomènes physiques ou processus industriels (par ex. Usinage laser, projection thermique). Si la température mesurée à l'aide d'un thermocoupleou d'une résistance thermométrique placés en contact direct avec la surface est touhours celle du capteur, le plus souvent elle s'éloigne de celle de la surface elle même. La présence du capteur engendre en effet des erreurs liées à la perturbation qu'il provoque sur le champ des températures à mesurer. La solution développée dans cette thèse pour réduire ces perturbations consiste à déposer le capteur directement sur la surface à caractériser. La technologie développée dans le domaine des microtechniques permet l'élaboration de tels capteurs sous forme de réseaux de thermocouples AU-PD en couches minces pour la mesure avec une grande précision du profil énergétique des flux lasers focalisés ou encore pour mesurer le champ de température au sein d'un matériau composite. Après une phase de mise au point et d'étalonnage des capteurs en régime statique et dynamique, les comportements statique et dynamique ont été modélisés. De très bons résultats ont été obtenus dans le domaine de la profilométrie énergétique des faisceaux lasers. Des perspectives sont attendues à court terme pour la mesure des températures durant le cyclage thermique de revêtements de surface élaborés par projection thermique.

  • Titre traduit

    Modelisation, elaboration and characterisation of gold-palladium thin-film thermocouple arrays


  • Résumé

    Precise and rapid detection of surface temperature changes are crucial for studying numerous physical phenomena or industrial processes (E. G. Laser processing, thermal spraying). If the temperature measured with a thermocouple or with a thermometric resistance put in direct contact with the surface is always the sensor temperature, in most cases, it differs from the surface temperature. The presence of the sensor induces errors due to its interference with the temperature field to be measured. The solution developed in this thesis to reduce this interference consists of depositing the sensor material onto the surface to be characterized. The technology developed in the microtechnic field enables the realisation of such sensors as an array of thin film thermocouples. In that case, the sensor inertia is nearly zero and the bond with the substrate is excellent. AU-PD thin film thermocouple arrays were realized to measure with high precision focused laser energy profiles or to measure the temperature field within a composite material. After the sensors adjustement and calibration in steady and dynamic condition, the steady and dynamic behaviours were modelled. Very good results were obtained in the field of laser beam profiles determination. Prospects are short-term awaited for measuring of temperatures during thermal cycling of thermally sprayed coatings.

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Informations

  • Détails : 169 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 145-151

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.SC.2000.4.B
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