Etude et développement d'un calorimètre adiabatique pour la caractérisation du point-fixe de l'indium : application des mesures fluxmétriques à l'optimisation des cellules calorimétriques

Study and development of an adiabatic calorimeter for characterizing the indium fixed point : optimizing calorimetric cells by applying heat flow measurements

• Auteur / Autrice : Guillaume Failleau
• Direction : Étienne Gaviot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Le Mans
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'acoustique de l'Université du Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermique

Calorimétrie

Indium

Points de fusion

Thermodynamique

Évaluation énergétique

Thermochimie

Thermométrie -- Instruments

Résumé

L’Échelle Internationale de Température (EIT-90) est matérialisée par un ensemble de points fixes liés aux transitions de phases (fusion ou congélation) de métaux de hautes puretés. Ces points-fixes permettent, entre autres, d’étalonner les thermomètres à résistance de platine. Ces travaux proposent une méthode alternative aux mises en œuvres classiques des points fixes, par l’approche de la calorimétrie adiabatique. Le point de fusion de l’indium (156,5985°C) est étudié en s’affranchissant de toute perturbation thermique, afin de quantifier les influences thermochimiques liés aux impuretés en présence dans le métal. Ce calorimètre adiabatique repose sur le principe d’une cellule point-fixe au sein d’une autre cellule point-fixe (ou cell-within-cell). Différents capteurs, thermométriques et fluxmétriques, ont permis des mesures couplées pour le développement de nouvelles approches analytiques en termes d’étude énergétique et thermodynamique associées aux points-fixes de température.

The International Temperature Scale (ITS-90) is materialised by a series of fixed-points which the principle is based on the phase transition (freezing or melting) of high purity metals. These fixed-points are used for calibrating platinum resistance thermometers. The purpose of these works is to propose an alternative method for realizing the fixed-points by an adiabatic calorimetric approach. The indium melting point (156. 598 5 °C) is studied with supressing any thermal influence, in order to quantify the thermochemical effects due to the weak impurities concentrations in the metal. This adiabatic calorimeter is based on the so-called cell-within-cell principle. Coupled measurements have been realized with both of temperature and heat flow sensors, and have given some originals analytic developements in terms of thermodynamics and energetic associated to the temperature fixed-points devices.