Etude de la condition de liaison thermique à une interface de contact électrothermique

par Hacène Mokrani

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur

Sous la direction de Brahim Bourouga.

Soutenue en 2008

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le présent travail porte sur l’étude expérimentale et théorique des paramètres de contact servant à décrire la condition de liaison thermique à une interface de contact solide-solide imparfait, siège d’une dissipation par effet joule. Ces paramètres sont la résistance thermique de contact RTC, le flux généré à l’interface jg et le coefficient de partage du flux généré a. Un banc d’essai a été conçu et réalisé afin d’estimer à partir de mesure thermique RTC et a. Le principe de mesure consiste à déterminer RTC avant le passage du courant. Ensuite après le passage d’un courant de forte intensité sous faible tension, on détermine jg et a en régime permanent. Enfin, les valeurs de RTC et a sont estimés à nouveau de façon simultanée lors du régime transitoire. Les essais ont été menés sur trois couples de matériaux différents. Les tests de reproductibilité démontrent la grande fiabilité du dispositif réalisé. Les résultats expérimentaux montrent que le comportement de RTC est conforme à la littérature. On a pu décelé une certaine similitude dans le comportement entre RTC et la résistance électrique de contact pour les grandes valeurs de pressions de contact. Les valeurs estimées de a se présentent comme étant le rapport de deux résistances thermiques : la résistance thermique du côté le plus résistif sur la résistance globale traversée par la totalité du flux. On entend par résistance du côté le plus résistif la somme de la résistance thermique interne du barreau le moins conducteur auquel est affectée la part a du flux généré et de la moitié de RTC. Cela veut dire qu’il existe un lien de parenté entre a et RTC mais que cela ne fait de a un paramètre intrinsèque.

  • Titre traduit

    Study of the thermal link condition at the interface of an electro-thermal contact


  • Résumé

    The topic of the present work is the experimental and theoretical study of contact parameters describing the thermal link condition of an imperfect solid-solid interface, seat of a thermal dissipation by Joule effect. These parameters are the thermal contact resistance RTC, the interfacial heat flux jg and the heat flux partition coefficient a. An experimental device was designed and set-up in order to estimate RTC and a from thermal measurements. The measurement principle consists in determining RTC before delivering the current. Then, with a high current intensity under a low voltage, jg and a are determined in permanent state. Finally, values are simultaneously estimated in transient thermal regim. Experiments were performed on three different couples of materials. Reproducibility test highlights the reliability of the experimental device. Experimental results show that RTC behaviour is consistence with literature. It was revealed that there is a similitude between the thermal contact resistance and the electrical contact resistance for the high values of pressure contact. Finally the behavior of the partition coefficient a was determined. It appears as being the ratio of two thermal resistances: the thermal resistance of the more resistive side over the global resistance crossed by the whole heat flux. The thermal resistance of the more resistive side is the sum of the internal thermal resistance of the less conductive rod, which receive the part a of the heat flux, and the half of the thermal contact resistance. There is then a link between a and RTC, but that does not of a  an intrinsic parameter.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (137 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 133-137.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 NANT 2098
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th. 2285 bis
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