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Descriptif, objectifs

Informations générales

Le dispositif DICO (Diffusivité-Conductivité) est un banc expérimental développé par le CERTES permettant la mesure de la conductivité et de la diffusivité thermique de matériaux faiblement conducteurs : polymères, composites, bois, gypse, béton, verres. Ce dispositif fait partie de la plateforme d’analyse PROTHERM.

Les échantillons à caractériser doivent se présenter sous la forme de plaques planes de 44 mm de côté et de quelques mm d’épaisseur. Deux échantillons peuvent être caractérisés simultanément. Une vue du dispositif est présentée sur la Figure 1. Ce dispositif permet des mesures de -20°C à +120°C (Voir exemple Figure 2). Les mesures peuvent être par ailleurs effectuées à différentes pressions (entre 1000 et 10-4 mbar). Une extension de la méthode permettant la caractérisation de matériaux anisotropes est en cours de développement.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est basé sur une excitation thermique de l’échantillon en régime périodique établi en utilisant un module à effet Peltier (Cf Figure 3). Lors de l’expérience, on mesure les températures de deux plaques métalliques enserrant l’échantillon à l’aide de thermocouples. Une analyse fréquentielle des signaux acquis permet le calcul de la fonction de transfert thermique de l’échantillon. Les transferts thermiques dans le dispositif sont modélisés à partir de la méthode des quadripôles thermiques. Une méthode inverse permet ensuite d’identifier la conductivité et la diffusivité thermique du matériau à caractériser par minimisation de l’écart entre les fonctions de transfert thermiques théorique et expérimentale.

Pour en savoir plus

Différentes communications ou publications décrivent plus en détail le fonctionnement de ce dispositif :

« A simultaneous characterisation of thermal conductivity and diffusivity of polymer materials by a periodic method », Boudenne A., Ibos L., Géhin E., Candau Y., Journal of Physics D : Applied Physics, Vol. 37 (1), pp. 132-139 (2004)

« Analysis of uncertainties on thermophysical parameters of materials obtained from a periodic method », Boudenne A., Ibos L., Candau Y., Measurement Science and Technology, Vol. 17, pp. 1870-1876 (2006)

« Thermophysical characterization of polymers according to the temperature using periodic method », Ibos L., Tlili R., Boudenne A., Fois M., Dujardin N., Candau Y., Polymer Testing, Vol. 66, pp. 235-243 (2018)

« Caractérisation thermophysique de matériaux polymères en utilisant un signal d’excitation pseudo-aléatoire: méthode par conduction », Ibos L., Bodnar J-L., Candau Y., Congrès SFT, La Rochelle, 2015

« Etude de la porosité par méthode thermique », Dujardin N., Salem T., Feuillet V., Fois M., Ibos L., Congrès annuel de la SFT 2018, Pau, 29 mai au 1er juin 2018

« Caractérisation thermophysique de matériaux polymères en fonction de la température en utilisant une méthode périodique », Ibos L., Tlili R., Boudenne A., Fois M., Dujardin N., Candau Y., Poster présenté au congrès annuel de la SFT à Gérardmer en 2013 (poster en pdf à télécharger ici)

Contact(s)

Laurent IBOS

Accès réservation du dispositif (réservé aux membres du CERTES)

Porte-échantillons DICO
Figure 1: Vue des porte-échantillons du dispositif DICO
Conductivité thermique de polymères en fonction de la température
Figure 2 : Exemple de mesure de conductivité thermique de polymères en fonction de la température
Synoptique de fonctionnement du dispositif DICO
Figure 3 : Synoptique de fonctionnement du dispositif DICO