Mesure de la réflectivité spectrale directionnelle - hémisphérique de matériaux opaques métalliques et non métalliques : mise au point d'un réflectomètre à miroirs paraboliques
par Mirza Al Hamwi
Thèse de doctorat en Mécanique. Thermique
Sous la direction de Jean-François Sacadura.
Soutenue en 1990
à Lyon, INSA , en partenariat avec LMFT - Mécanique des Fluides et Thermique (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Le besoin croissant de données thermo-physiques et, notamment, les propriétés radiatives spectrales de matériaux nécessitent le choix d'un moyen de mesure adapté. Dans ce travail, nous décrivons la conception et le principe de fonctionnement d'un réflectomètre à deux mirroirs paraboliques réalisé dans notre laboratoire. Le mémoire est subdivisé en quatre chapitres. Nous avons consacré le premier chapitre au rappel des définitions des propriétés radiatives totales et spectrales de matériaux opaques. Les relations qui relient ces paramètres, ainsi que les définitions de différentes notions de base du rayonnement thermique, sont également données. Une synthèse des différentes techniques de mesure des propriétés radiatives des matériaux est dégagée au deuxième chapitre, afin de montrer leur évolution jusqu'à nos jours. Une description détaillée des différents composants constituant le réflectomètre proposé est donnée au troisième chapitre. L'alignement des composants de ce dispositif y est également expliqué. Le principe de fonctionnement du système, ainsi que son équation de mesure ou de transfert et l'estimation de la précision de la méthode de mesure, sont également données. Enfin, les résultats sont présentés au quatrième chapitre. Des mesures de la réflectivité monochromatique directionnelle/hémisphérique de dix -huit échantillons sont rapportées. Ces mesures ont été réalisées pour des longueurs d'ondes situées dans les domaines du proche et moyen infra-rouge et pour des angles d'incidence variant entre 35° et 75°.
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Titre traduit
= [Measurement of directional - hemispheric spectral reflectivity of metallic and nonmetallic opaque materials : development of a parabolic mirror reflectometer]
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Résumé
The growing need for thermophysic data, particularly spectral radiative properties of material, requires the choice of an appropriate means of measurement. This thesis describes the concept and operating principles for a reflectometer with two parabolic mirrors developed in our laboratory. The present thesis is subdivided into four chapters. The first chapter deals with a reminder of the definitions of radiation properties of opaques materials. The relationship linking these parameters, as well as the definitions of various fundamental notions of the radiation are given. A synthesis of the different techniques for measuring the radiative properties of materials is presented in the second chapter with the purpose of showing their evolution up to now. A detailed description of the different components with which the proposed reflectometer is built is given in the third chapter. The alignment of the experimental set up components is explained. The operating principles of the system, together with its measurements or transfer equation, and the estimation of the accuracy of the method of measurement, are also given. Finally, the results are given in the fourth chapter. The measurements of the directional/hemispherical monochromatic reflectivity of 18 samples are reported. These measurements were obtained for wavelengths situated in the near and middle infra-red range and for angles of incidence varying between 35° and 75°.
