Caractérisation photothermique et thermoélastique de matériaux d’intérêt mécanique par thermographie infrarouge

par Damien Legaie

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Christian Bissieux.

Soutenue en 2008

à Reims .


  • Résumé

    L’étude avait pour objectif de développer une technique de Contrôle Non Destructif de l’état de contrainte des matériaux grenaillés, en étudiant l’influence des contraintes mécaniques sur la conductivité thermique. La technique est une variante de la radiométrie photothermique en régime sinusoïdal, utilisant une caméra de thermographie infrarouge comme détecteur, associée à une procédure de détection synchrone numérique. Dans ce travail, un dépôt de peinture de 20 μm d’épaisseur et un dépôt de carbone amorphe de 1μm d’épaisseur ont été caractérisés à l’aide d’un modèle 2D axisymétrique basé sur les réponses harmoniques et la transformée intégrale de Hankel. L’estimation des propriétés thermophysiques est réalisée directement dans l’espace de Hankel après calcul d’une transformée discrète de Hankel des mesures. Un algorithme de type Gauss-Newton permet d’estimer les propriétés thermophysiques des revêtements, puis des aciers grenaillés. Le dernier chapitre réunit les résultats obtenus par thermoélasticimétrie sur des échantillons soudés par Friction Steer Welding et soudés à l’arc. Afin de caractériser la soudure, des mesures par thermographie infrarouge photothermique ont ensuite été effectuées le long des éprouvettes et la conductivité thermique à travers le cordon de soudure a pu être estimée

  • Titre traduit

    Photothermal and thermoelastic characterisation by infrared thermography applied to materials of mechanical interest


  • Résumé

    The aim of this study was to develop a non-destructive testing method, in order to characterize the stress pattern of a shot-peened sample from the identification of its thermal conductivity. The technique applied here to measure the thermal properties is photothermal infrared thermography under modulated laser irradiation, together with a lock-in procedure. Two black coatings have been studied : a black paint with a thickness of 20 μm then a layer of amorphous carbon with a thickness about 1 μm. The thermal properties are estimated with a model using harmonic responses and Hankel integral transforms. The estimations are carried out directly in the Hankel domain and a discrete Hankel transform is calculated from the measurements. Results obtained by thermoelastimetry with an infrared camera on two types of weld joints, friction steer welding and arc welding, are presented, together with thermal conductivity estimations across the welding area

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  • Détails : 1 vol. (116p.)
  • Annexes : Bibliogr. f.

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 08REIMS026
  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 08REIMS026Bis
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