Le thème Rayonnement s’intéresse aux transferts radiatifs de chaleur. Cela concerne à la fois les échanges entre surfaces – tels qu’on les rencontre dans le domaine spatial (thermique des satellites), le confort dans l’habitat et dans les transports, ou encore la récupération de l’énergie solaire, par exemple – et le rayonnement en milieux semitransparents. Ce dernier cas fait référence aux milieux susceptibles d’absorber, émettre ou diffuser le rayonnement thermique de façon volumique. Les milieux semitransparents se trouvent, notamment, dans les procédés industriels à haute température (fours verriers, échangeurs poreux pour la récupération de l’énergie solaire …), la sécurité incendie (rayonnement des flammes, tenant compte de la présence éventuelle de suies), la thermique des chambres de combustion, la signature IR d’aéronefs (rayonnement des gaz), l’étude des plasmas (avec une incursion dans le domaine UV) et les interactions laser-matière (certains problèmes d’usinage). Les principales recherches portent actuellement (i) sur l’élaboration de modèles de gaz, en général hétérogènes en concentration et température, (ii) sur le développement de méthodes de calcul du transfert radiatif, notamment en géométries complexes et tenant compte des couplages avec la dynamique des fluides (turbulence) et (iii) sur la caractérisation des propriétés radiatives de surface et leur optimisation – en agissant sur la structure et la physicochimie des matériaux.
Journées d’étude de la SFT
École thématique :
10-20 juin 2014 : École thématique « Rayonnement thermique en milieux semi-transparents », Odeillo, organisée par le GDR ACCORT (http://www.etr2014.cnrs.fr/)
Congrès en lien avec le thème :
Dédié au rayonnement :
Lien : http://www.gdr-accort.cnrs.fr/
Ayant un lien avec le rayonnement (liste non exhaustive).
Nous présentons un dispositif original développé pour reproduire en laboratoire le phénomène de rosée sur tous substrats, notamment ceux (insectes, végétaux…) qu’il est difficile, voire impossible à de refroidir par contact. Sur la base d’un échange radiatif avec une source froide, un refroidissement d’au moins 50 W.m − 2 est obtenu sur la surface collectrice, comparable à celui mis en jeu dans le phénomène naturel de la rosée.
Les récentes avancées technologiques réalisées sur les détecteurs infrarouges non-refroidis offrent de nouvelles opportunités pour estimer la température par une mesure sans contact, notamment dans le cadre de la surveillance thermique long terme des structures de génie civil en environnement naturel. Cependant, l’estimation de la température par thermographie infrarouge se heurte au manque de connaissance des propriétés radiatives des objets observés et en particulier l’émissivité.
Dans un Tokamak, le contrôle de la température des composants exposés au plasma peut être effectué au moyen d’une caméra infrarouge. Malheureusement, le lien entre les luminances mesurées et les températures recherchées n’est pas trivial lorsque les surfaces sont réfléchissantes. En effet, dans une telle situation une mesure ne représente pas simplement la puissance émise par la surface vue. Elle est en réalité perturbée par des réflexions provenant du reste de la scène.
Infrared radiative properties of materials are of fundamental significance for several applications involving thermal radiation conversion and management such as sensors, thermo-photovoltaics, thermal rectification, thermal memories, thermal logical circuits and radiative cooling[1], subsequently, attracting an increased attention in recent years [2].
Nous cherchons à estimer les dérivées de formes de fonctions objectif définies pour l’étude de procédés énergétiques. Notre travail s’inscrit dans un contexte où les transferts radiatifs sont une composante majeure des modèles de transferts thermiques. Pour gérer la complexité géométrique de ces configurations d’ingénierie les modèles sont résolus en utilisant la méthode de Monte Carlo.
La simulation numérique d’applications industrielles telles que les satellites ou les fours, nécessitent une modélisation fine de l’ensemble des phénomènes physiques et plus particulièrement du rayonnement.
Le rayonnement thermique de par sa forte non-linéarité et son intégration dans l’espace rend les simulations numériques couteuses tant en temps de calcul qu’en utilisation de mémoire.
L’objectif de ce travail est de développer des méthodes et des outils pour la caractérisation des propriétés thermophysiques de matériaux semi-transparents, notamment ceux rencontrés dans le secteur aéronautique. Cette étude présente la construction d’un modèle d’ordre faible linéaire paramétrique du modèle détaillé de référence (conducto-radiatif 2D axisymétrique instationnaire) à l’aide de la méthode d’identification modale (MIM) [1].
