Identification thermique de systèmes évolutifs par la théorie des modèles d'ordres non entiers associée à la notion d'impédance

par Chadi Jarkass

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie civil

Sous la direction de Bruno Duthoit.

Soutenue en 2006

à l'Artois .


  • Résumé

    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.

  • Titre traduit

    Thermal identification of evolutionary systems by the theory of the non-integer models associated to the concept of impedance


  • Résumé

    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.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-189 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 154-163

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Artois (Béthune, Pas-de-Calais). Bibliothèque de Sciences appliquées.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006 ARTO 0202
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