Apport des modèles réduits pour la caractérisation thermique de matériaux : application à l'identification in situ de matériaux bio-sourcés

par Ana Chavez Castillo

Projet de thèse en Thermique

Sous la direction de Olivier Quéméner.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec LMEE - Laboratoire de mécanique et d'énergétique d'Evry (laboratoire) et de Université d'Évry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    En simulation numérique thermique, le problème inverse consiste à partir de mesures de température, à retrouver un ou plusieurs paramètres de l'équation de la chaleur discrétisée. C'est une procédure complexe qui reste souvent limitée à une géométrie simple. L'idée est alors d'utiliser des modèles réduits thermiques de type modaux, qui vont permettre de diminuer considérablement le nombre d'inconnues tout en maintenant une précision satisfaisant sur l'intégralité du domaine modélisé. Ces modèles vont alors permettre d'étendre la technique des problèmes inverse à tout type de géométrie, quelque soit sa complexité. L'objectif de cette étude consiste à évaluer l'efficacité d'un telle méthode pour une application liée à la thermique du bâtiment, dans laquelle on cherche à identifier in situ différentes propriétés thermiques des matériaux (capacité et conductivité thermiques, coefficient d'échanges,...). Ce type de caractérisation ne peut être actuellement effectué qu'en laboratoire, en conditions expérimentales contraignantes. La mise en application de cette nouvelle technique sera notamment la caractérisation thermique des matériaux bio-sourcés qui apparaissent depuis peut dans les bâtiments, qui ont la particularité d'être anisotrope, et pour lesquels on ne connait pas la tenu dans le temps. L'idée est alors de développer une technique permettant rapidement et sur site leur caractérisation par utilisation de modèles réduits de type modal.

  • Titre traduit

    Contribution of reduced models for the thermal characterization of materials : application to the in situ identification of bio-sourced materials


  • Résumé

    In the thermal numerical simulation domain, the inverse problem consists in finding one or more parameters of the discretized heat equation, from temperature measurements. It is a complex procedure, which limits the studied problem to a simple geometry. The idea is then to use reduced models, which decreases considerably the number of unknowns while maintaining a good precision over the entire domain modeled, whatever its complexity. These models will then allow to extend the technique of inverse problems to any type of geometry, whatever its complexity. The goal of this thesis is to evaluate the efficiency of this technic, for an application linked to the thermal problems in building, ie the determination of the thermal properties of materials (thermal capacity and conductivity, coefficient of exchange ...). This type of characterization can currently only be made in laboratories. This new technique will be notably applied to the thermal characterization of the bio-sourced materials which have the particularity of being anisotropic, and for which the behavior over time is not know. Depending on the results obtained, this study may lead to the design of a new type of probes adapted to anisotropic materials.