Caractérisation par méthode inverse et modélisation des propriétés thermophysiques orthotropes des matériaux composites

par Vincent Plana

Thèse de doctorat en Énergétique et transferts

Sous la direction de Pierre Millan.

Soutenue en 2003

à École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007) .

mots clés

• Estimation de propriétés orthotropes
• Composites -- Thèses et écrits académiques
• Transfert de chaleur -- Thèses et écrits académiques
• Thermographie -- Thèses et écrits académiques
• Inversions (géométrie) -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Dans un premier temps, le comportement thermique d’une structure composite constituée d’un renfort fibreux et d’une matrice en résine a été étudié. L’utilisation d’une méthode numérique basée sur le principe de la "plaque chaude gardée" permet alors de calculer les conductivités effectives d’un composite orthotrope en fonction de sa géométrie et de la nature de ses constituants dans le cas de configurations tridimensionnelles complexes. Le deuxième objectif de cette étude concerne la détermination expérimentale des propriétés thermophysiques de ces composites à renforcements orientés. A cette fin, un banc de mesure a été développé. Son principe repose sur l'observation par thermographie infrarouge de la face arrière d'un échantillon excité thermiquement sur sa face avant par l’application d’un flux de chaleur inhomogene. La mise en oeuvre d’une méthode inverse permet alors d’identifier simultanément les trois conductivités orthotropes et la capacité thermique de la plaque ainsi testée.

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