Etude théorique et expérimentale de la transmission de matériaux structures semi-transparents vis à vis du rayonnement solaire

= Theoretical and experimental study of the transmission of semi-transparent geometric materials under solar radiation

• Auteur / Autrice : Sylvie Soler
• Direction : Michel Gery
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique et énergétique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CETHIL - Centre de Thermique de l'INSA de Lyon (Lyon, INSA1982-1995) - Centre scientifique et technique du bâtiment. Service Energétique du bâtiment et de l'environnement (France)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structures en nid d'abeille

Effets du rayonnement solaire

Milieux semitransparents

Résumé

Le tavail présenté s 'articule autour d'une approche théorique et d'une approche expérimentale permettant de déterminer les facteurs de transmission hémisphériques a incidence variable de matériaux structurés macroscopiquement. Il s'agit de structures nids d'abeille et de multiparois nervurées. Le domaine de longueur d'onde considéré s’étend du visible au proche infra rouge. La première partie du mémoire est réservée au rappel de quelques définitions fondamentales, nécessaires pour entreprendre ce travail, relatives au rayonnement thermique et aux mécanismes régissant la réception du rayonnement par un matériau quelconque. Nous décrirons aussi en détail la géométrie, le mode de fabrication et les diverses applications des matériaux étudiés. Ensuite, nous présenterons les différents modèles issus de la littérature. Après avoir comparé les modèles déjà existants, nous consacrerons la deuxième parie à la présentation des modèles analytiques développés par nos soins. Ceux-ci permettent de déterminer le facteur de transmission de structures nids d'abeille et de multiparois nervurés à partir des facteurs optiques de la matière constituant ces matériaux et des paramètres géométriques de leur structure. Nous avons utilisé pour la partie expérimentale un outil de mesure spécifique conçu pour cette étude par le CSTB. C'est la mégasphère, qui permet de déterminer le facteur de transmission hémisphérique d'incidence variable de matériaux hétérogènes à l'état macroscopique. Nous aborderons dans la troisième partie la mesure du facteur de transmission et les résultats théoriques et expérimentaux. Ceci nous permet à la fois de valider nos modèles et d'évaluer leurs limites.

The work we present is on a theoretical and experimental and experimental approch allowing us to deterline the hemispherical transmission as a function of the angle of incidence of macroscopic structured materials. They are called honeycombs and multiwall ribbed materials for the study, the wavelengh range goes from the visible to the near infrared. The first part deals with some fundamental definitions of the thermical radiation and mechanisms of radiation reception by any material. We will give some details about the gometry, the fabrication and the applications of the studied materials. Then we will present different models described in the scientific literature. After comparing models, we will present in the second part the analytical models that we have developed. This will allow us to determine the transmission of honeycombs and multiwall ribbed materials due to the optical factors of the dense materials and geometrical parameters of their structures. We used in the experimental part, a specific and constructed dy the Scientific and Technical Building Centre. It is the mega-sphere which allows us to determine the transmittance as a function of the angle of incidence of heterogeneous materials at macroscopic scale. In the third part, we will develop the measurement and show the results of the transmittance method. Finally, we will compare theoretical and experimental results. This allows us to validate our models and to evaluate their limits.