Sondage thermique à distance de milieux vitreux : : détermination des paramètres de sondage et restitution des profils de température
par Severino Rodrigues de Araujo
Thèse de doctorat en Thermique énergetique
Sous la direction de Jean-François Sacadura.
Soutenue en 1994
à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec CETHIL - Centre de Thermique de l'INSA de Lyon (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Le but de cette étude est, dans un premier temps, le développement d'une procédure de détermination des paramètres de sondage thermique à distance dans des milieux semi-transparents solides vitreux. Les paramètres de sondage, tels que le nombre et la profondeur des canaux spectraux et spatiaux, ayant été définis, les champs de température à l'intérieur des milieux sont ensuite déterminés, à partir de l'acquisition, par voie radiative, de données d'émission spectrale et de l'inversion de l'équation de transfert radiatif mise sous forme intégrale, d'après une démarche numérique non-linéaire. Un montage expérimental permet de mesurer alternativement le rayonnement émis soit par le milieu étudié, soit par le corps noir de référence installé sur le banc optique. A partir de la connaissance des températures de luminance fournies par le corps noir, à une longueur d'onde donnée, les valeurs de luminance spectrale sont calculées au travers de l'équation de Planck. L'application de l'algorithme numérique non-linéaire de Chahine, selon une démarche itérative, permet de reconstituer le champ de température interne au milieu. La validation de la méthode est obtenue tout d'abord par voie théorique en comparant le champ de température simulé à partir d'une résolution directe de l'équation de l'énergie couplée à celle du transfert radiatif, avec celui issu de la résolution de l'équation intégrale (problème inverse). Ensuite, une validation expérimentale est obtenue en comparant la température de la face supérieure de l'échantillon, déterminée par inversion, à celle mesurée par radiométrie dans la plage spectrale d'opacité des verres flottés. Les approches numérique et expérimentale démontrent ainsi la faisabilité de la technique de sondage thermique à distance par voie radiative.
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Titre traduit
= The Remote Sensing in The Semi-Transparent Glass Solid Media: : The Parameters Determination and Temperature Profile Retrieval
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Résumé
The objective of this work is, firstly, the development of a identification procedure of the remote sensing parameters in the semitransparent glass solid media. The remote sensing parameters, such as number and the depth of spectral and spatial canais, being defined, the temperature field within the media is determined from spectral thermal emission data by radiate way, and through an inversion of the radiative transfer equation, by a non-linear numerical approach. An experimental apparatus allows to measure altemately the radiation emerging from the studied medium and from the reference blackbody installed on the optical bench. From the knowledge of the brightness temperature provided by the blackbody, at a given wavelength, the radiate spectral values are calculated using the Planck's equation. The application of Chahine's non-linear numerical algorithm, according to iterative approach, allows to recover the temperature field in the medium. The validation of the method is obtained in a theoretical way, comparing the simulated temperature field given by the resolution of the integral equation (inversion problem), with those calculated by direct resolution of energy equation coupled with the radiate transfer equation. Afterwards, an experimental validation is performed, comparing the superior face sample temperature determined by inversion, with that of the one measured by radiometry within the float glass spectral interval of opacity. The numerical and experimental approaches demonstrate the feasibility of this thermal remote sensing technique.
