Influence des échanges radiatifs sur l’identification du coefficient d’échange thermique à l’interface verre/outil

Lors de la mise en forme du verre, et plus particulièrement lors du formage de bouteille via le procédé soufflé-soufflé, la température du verre et des outils de formage varie (de 1100∘C à 650∘C pour le verre et de 500∘C à 650∘C pour les moules). Le comportement mécanique du verre étant très dépendant de la température, il est nécessaire, pour simuler efficacement ces opérations de mises en forme du verre, de déterminer avec précision les échanges thermiques et en particulier l’échange thermique à l’interface entre le verre et les outils. Cet échange est représenté par le coefficient de transfert, noté Hc, qui caractérise thermiquement la mince couche située entre le verre et les outils composée d’air et de produits de combustion issus de la lubrification.

Par ailleurs, le caractère semi-transparent du verre implique des échanges par rayonnement à l’intérieur du verre et à sa surface. La prise en compte du rayonnement dans la simulation numérique demande de résoudre l’équation de transfert radiatif (ETR) et implique des temps de simulations plus importants. Afin de résoudre l’ETR, il est nécessaire de connaitre des propriétés telles que l’indice de réfraction du verre ou le coefficient d’absorption qui sont dépendants de la composition du verre et de sa teinte.

Dans cette communication, une méthodologie d’identification inverse est proposée pour identifier le coefficient d’échange à l’aide de données expérimentales et d’un modèle numérique 1D différences finies. Cette méthode est basée sur un modèle numérique thermique qui a été développé pour être représentatif d’un essai expérimental dédié à l’étude du contact entre un poinçon et un cylindre de verre, et permet de simuler le problème avec ou sans prise en compte du rayonnement. Une première étude vise à étudier à l’aide de la méthode inverse, la sensibilité de l’identification du coefficient d’échange vis-à-vis de différents paramètres (température initiale du verre, position du thermocouple, temps de propagation). Une deuxième étude vise à étudier l’influence du rayonnement sur l’identification du coefficient d’échange.