Étude fondamentale et appliquée du réchauffage du cristal au plomb par rayonnement infra-rouge

Fondamental and applied study of the warm up of crystal by infrared radiation

• Auteur / Autrice : Jean-Louis Tanguier
• Direction : Jacques Kleinclauss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plomb

Fours industriels

Cristallerie

Chauffage par rayonnement infrarouge

Mots clés libres

Verre cristal plomb

Fabrication

Four verre

Four réchauffage

Rayonnement IR

Transfert chaleur

Champ température

Modélisation

Lead crystal glass

Modeling

Résumé

Dans l'industrie du verre, et en particulier chez les cristalliers, les fours de réchauffe des ébauches sont alimentés en gaz sous pression. Ils sont bruyants, polluants et gros consommateurs d'énergie. Pour limiter ces nuisances et améliorer les performances énergétiques, un four à rayonnement infrarouge d'origine électrique est à l'étude. Sa mise au point nécessite de définir les mécanismes de transfert de chaleur qui régissent les évolutions de température dans un milieu semi-transparent (MST) dont la forme originale est cylindrique. Après avoir mené une importante recherche bibliographique relative aux propriétés thermo-optiques du matériau concerné, un verre au plomb, la mesure du champ de température dans un bloc de verre au cours des différentes phases de travail a été réalisée sur le site industriel. Cela a nécessité la mise au point d'une technique de mesure fiable et adaptée au milieu industriel. L'analyse fondamentale des résultats obtenus a conduit à proposer une modélisation des transferts couplés (rayonnement - conduction et convection) existant dans le verre ainsi qu'entre le verre et son environnement. Elle repose sur l'étude des luminances et s'appuie sur une triple discrétisation (temporelle, zonale et spectrale). L'exploitation du modèle de simulation permet de prévoir la répartition spectrale du rayonnement infrarouge, la puissance et donc le type d'émetteurs à mettre en œuvre pour obtenir un réchauffage du cristal correspondant aux impératifs de fabrication. La réalisation d'un four expérimental et des premiers essais réalisés avec celui-ci ont permis de prouver que le réchauffage du verre par rayonnement infrarouge est non seulement possible mais également que ce procédé permet de réduire considérablement les consommations énergétiques ainsi que les nuisances