Academic literature on the topic 'Mesure de température par thermographie infrarouge'

Une analyse des mécanismes de discoloration du bois de chêne au cours d’un séchage sous vide sur plaques nous a permis de dégager les mécanismes principaux de l´altération de la couleur. Ces mécanismes sont la dégradation des hémicelluloses, l’oxydation des tannins et le dégagement de composants volatiles organiques. Nous avons étudié les altérations du matériau par la mesure de la couleur, le dosage du potentiel antioxydant et l’analyse des surfaces par spectroscopie infrarouge. Différentes conditions de séchage : 46 °C, 61 °C et 70 °C et niveaux de pression 6 kPa - 10 kPa (60 mBar - 100 mBar) ont été appliquées. Malgré la difficulté d’étudier et d’affirmer le rôle des extractibles dans la discoloration du chêne au cours du séchage, nous avons montré des relations entre la température appliquée, les valeurs des potentiels antioxydants et les intensités C=O des spectres FTIR. Par des phénomènes d’oxydation et d’hydrolyse, certains constituants chimiques sont modifiés. En outre, la présence d’eau et d’air accélère la formation d’acides organiques (acide acétique). Ces acides catalysent l’hydrolyse des hémicelluloses. L’augmentation de la saturation et de la luminosité peuvent être liées à la dégradation thermique des extractibles (éllagitanins principalement). Estudio de las alteraciones de color en madera de encino europeo durante el secado a vacío Un análisis de los mecanismos de decoloración de la madera de encino europeo durante un proceso de secado al vacío por contacto ha permitido identificar los principales mecanismos de la alteración del color. Estos mecanismos son la degradación de las hemicelulosas, la oxidación de taninos y la pérdida de compuestos orgánicos volátiles. Se estudiaron las alteraciones del material midiendo los cambios de color, determinando el potencial antioxidante y analizando la superficie del material por espectroscopía infrarroja. Las condiciones de secado aplicadas fueron las siguientes: 46 °C, 61 °C y 70 °C a niveles de presión de 6 kPa - 10 kPa (60 mBar - 100 mBar). A pesar de la dificultad de estudiar y establecer el papel de los extractivos en los cambios de color durante el secado a vacío, en este trabajo se muestra la relación entre la temperatura de secado, los valores de potencial antioxidante y las intensidades de los picos C=O de los espectros. Por medio de mecanismos de oxidación e hidrólisis, ciertos compuestos químicos son modificados. Por otro lado, la presencia de agua y aire aceleran la formación de ácidos orgánicos (ácido acético). Estos ácidos catalizan la hidrólisis de las hemicelulosas. Un aumento de la saturación del color y la luminosidad pueden estar relacionados con la degradación térmica de los extractivos (principalmente de los elagitaninos).

Les garnitures mecaniques, ou joints d'etancheite a faces radiales, sont de plus en plus utilises dans les mecanismes tournants (conditions de fonctionnement extremes, machines de haute technologie, etc). Or le comportement de cet element mecanique est principalement dirige par les phenomenes thermiques. Les travaux publies au sujet des temperatures dans une garniture sont rares. Nous avons elabore puis de valide une methode de mesure de la temperature a l'interface d'une garniture par thermographie infrarouge. Cette methodologie est applicable pour la mesure des temperatures d'une surface opaque mouvement (ou d'un fluide) au travers d'un film mince semi-transparent. Elle prend en compte l'effet des dioptres et le phenomene de la semi-transparence. Les differents coefficients radiatifs, ont ete etalonnes en fonction de la temperature et de l'epaisseur du milieu considere. Une modelisation numerique du joint mecanique est developpee afin d'ajuster les parametres de fonctionnement de la garniture experimentale un regime de poursuite dynamique. Les resultats experimentaux sont analyses en fonction des conditions de fonctionnement dynamique du joint. L'analyse des resultats en regime transitoire ou stationnaire nous permet de confirmer l'hypothese d'une geometrie de l'interface imposee par les phenomenes thermiques. Les deformations thermoelastiques a l'interface sont etudiees en fonction des parametres: pressions, temperatures, vitesses etc. . Les resultats montrent que dans le cas ou les faces sont en contact il existe des gradients de temperature dans l'interface de l'ordre de 10 a 20c. Par contre, dans le cas ou la fuite apparait, l'hypothese d'une temperature uniforme dans l'interface peut etre appliquee. Mais l'utilisation de la garniture nous apprend que la fuite ne correspond pas au mode de fonctionnement normal de la garniture. Nous constatons aussi que le stator ne peut etre considere isole thermiquement

Dans le cadre des etudes de protection contre le givrage des aeronefs, un modele numerique de simulation de degivreur electrique de troncon de pale d'helicoptere a ete developpe a l'o. N. E. R. A. Sa validation definitive necessitait la mesure de la temperature parietale du profil pendant le fonctionnement du degivreur en conditions reelles. Les moyens de mesures classiques par sondes ou thermocouples n'ayant pas donne les resultats escomptes, nous avons utilise la thermographie infrarouge. Cette technique a ete employee en soufflerie givrante, au centre d'essais des propulseurs, au cours d'essais de degivrage d'un troncon de pale fixe d'helicoptere. Les mesures ont necessite un etalonnage prealable de la camera aux basses temperatures ainsi que la determination des diverses emissivites (peinture recouvrant la pale, eau et glace) et du facteur de transmission du nuage givrant. La numerisation des images infrarouges enregistrees pendant un essai en air sec et deux essais en conditions givrantes avec depart de glace a permis de restituer l'evolution de la temperature parietale au cours du degivrage. Au moment precis du depart de la glace, elle est environ egale a 20#oc. Ceci met en evidence le developpement d'un film d'eau a l'interface glace/titane qui diminue l'adhesion de la glace jusqu'au depart de celle-ci sous l'effet des forces aerodynamiques. Ce resultat a fait apparaitre la necessite d'introduire le changement de phase glace/eau dans la modelisation. Un nouveau code a donc ete developpe. D'une configuration plane, le degivreur est suppose recouvert d'une couche uniforme de glace, d'epaisseur constante au cours du temps. Dans tous les cas testes, les resultats de ce modele sont similaires a ceux obtenus par des codes equivalents developpes a la n. A. S. A. Et au r. A. E. , et a ceux obtenus par un code aux elements finis (adinat#). La confrontation entre les mesures effectuees en s

La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testés<br>True temperature field measurement is a key parameter for the optimization and the control of industrial processes. Current systems present limitations, especially on heterogeneous surfaces and/or in dynamical conditions involving the surface's variation. These restrictions are due to the ignorance of the surface's emissivity, which is a complex function of many physical quantities (temperature, wavelength, roughness, direction of detection). This thesis presents the complete development of a new method of true temperature field measurement, called Thermoreflectometry, applicable on any kind of opaque material, in the range [300-1000]°C. It allows the on-line measurement of emissivity by mixing a step of classical THERMOGRAPHY with a step of laser REFLECTOMETRY. The approach of this work is, first, the critical analysis of the method and its influence quantities, and then the optimal dimensionment of the components by simulation studies. Thirdly, a prototype is built and its defaults are characterized, following a CAMERA-based point of view, and the possible corrections are implemented. Finally, the experimental performances are estimated on some complex heterogeneous thermal scenes which emphasize the prototype's precision for all the tested samples

L'évaluation et le contrôle non destructifs (E.C.N.D.) des matériaux et des structures sont une problématique industrielle très importante dans les domaines du transport, de l'aéronautique et du spatial, et dans le milieu médical. La thermographie infrarouge active est une technique d'E.C.N.D qui consiste à apporter une excitation extérieure afin d'entraîner une élévation de température dans le matériau, puis à évaluer le champ de température résultant à la surface. Cependant, les excitateurs thermiques utilisés (lampes flash, halogènes, lasers) agissent uniquement sur la surface du matériau. Plusieurs systèmes de conversion d'énergie peuvent en revanche mener à l'apparition de sources volumiques : on peut citer en particulier les phénomènes de thermo-acoustique, de thermo-induction, de thermomécanique ou de thermochimie. Par exemple, une excitation par ondes ultrasonores peut entraîner des sources thermiques volumiques si le matériau est viscoélastique ou s'il y a présence de défaut. La reconstruction de ces sources est donc la première étape permettant de remonter aux paramètres responsables de l'échauffement. Caractériser une source thermique consiste à reconstruire sa géométrie et la puissance qu'elle génère. Cependant, l'identification de sources thermiques volumiques par la mesure des champs de température de surface est un problème mathématiquement mal posé. Le caractère diffusif de la température en est le principal responsable. Dans ce travail, la reconstruction 3D des sources volumiques à partir du champ de température résultant à la surface, mesuré par InfraRouge, est étudié. Tout d'abord, une analyse du problème physique permet de spécifier les limites de la reconstruction. En particulier, un critère sur la résolution spatiale atteignable est défini et une limitation de reconstruction pour les sources en profondeur est mise en lumière. Ensuite, une méthode de reconstruction par approche probabiliste est proposée et comparée aux méthodes d'inversions existantes. Le temps d'exécution et la sensibilité au bruit de mesure sont étudiés pour chacune de ces méthodes. Des applications numériques et expérimentales seront enfin présentées pour illustrer les résultats<br>Non Destructive Testing (N.D.T.) of materials and structures is a very important industrial issue in the fields of transport, aeronautics and space and in the medical domain. Active infrared thermography is a N.D.T. method that consists in providing an external excitation to cause an elevation of temperature field in the material and then to evaluate the resulting temperature field at the surface. However, thermal exciters used (flash lamps, halogen, lasers) act only on the surface of the sample. Several energy conversion systems can on the other hand lead to the generation of volumetric sources: the phenomena of thermo-acoustic, thermo-induction, thermomechanic or thermochemistry can be cited. For example, ultrasonic waves can generate volumetric heat sources if the material is viscoelastic or if there is a defect. The reconstruction of these sources is the first step for the quantification of parameters responsible of the heating. Characterizing a heat source means reconstructing its geometry and the power it generates. For example, a defect in a structure and / or the viscoelasticity of a material can be detected and quantified by this technique if it acts directly on temperature field. However, identification of volumetric heat sources from surface temperature fields is a mathematical ill-posed problem. The diffusive nature of the temperature is the main cause. In this work, the 3D reconstruction of the volumetric heat sources from the resulting surface temperature field, measured by InfraRed, is studied. First, an analysis of the physical problem enables to specify the limits of the reconstruction. In particular, a criterion on achievable spatial resolution is defined and a reconstruction limitation for in-depth sources is highlighted. Then, a probabilistic approach for the reconstruction is proposed and compared to existing inverse methods. The computation time and noise sensitivity are studied for each of these methods. Numerical and experimental applications will thus be presented to illustrate the results

La connaissance des champs de flux thermique sur les composants d'un tokamak estun élément important de la conception de ce type de machines. L'objectif de cette thèse est dedévelopper et mettre en œuvre une méthode de calcul de ces flux à partir des mesures detempérature par thermographie infrarouge. Ce travail repose sur trois objectifs qui concernentles tokamaks actuels et futurs (ITER) : mesurer un champ de température d'une paroiréfléchissante par pyrométrie photothermique (pré-étude), caractériser les propriétésthermiques des dépôts sur les surfaces des composants et développer un calcultridimensionnel et non-linéaire du flux.Une comparaison de différentes techniques de pyrométries monochromatique,bichromatique et photothermique est effectuée sur une expérience de laboratoire de mesure detempérature. Une sensibilité importante de la technique de pyrométrie photothermique auxgradients de température sur la zone observée a été mise en évidence.Les dépôts en surface des composants exposés au plasma, sans inertie thermique, sontmodélisés par des champs de résistance thermique équivalente transverse. Ce champ derésistance est déterminé, en tout point de mesure, par confrontation du champ de températurede paroi issu de la thermographie avec le résultat d'une simulation par un modèlemonodimensionnel linéaire du composant. Une information sur la répartition spatiale du dépôtà la surface d'un composant est alors obtenue.Un calcul tridimensionnel et non-linéaire du champ de flux pariétal sur un composantest développé, par une méthode d'éléments finis, à partir de maillages de composants issus deCAO. La sensibilité du flux calculé à la précision des mesures de températures est discutée.Cette méthode est appliquée à des campagnes de mesures de températurebidimensionnelles par thermographie infrarouge sur des composants du tokamak JET. Leschamps de flux sur les tuiles du divertor, la protection supérieure et les protections poloïdalesinternes et externes sont déterminés et étudiés dans les deux directions, poloïdale ettoroïdale, du tokamak. La symétrie toroïdale du flux, d'une tuile à l'autre, est établie.L'influence de la résolution spatiale des mesures sur les flux calculés est discutée, à partir decomparaisons de résultats obtenus à partir de deux systèmes de thermographie de résolutionsdifférentes.

La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testés.

Le marché des diodes électroluminescentes (LEDs) de puissance est en perpétuelle croissance depuis une vingtaine d’années. Le marché de l’éclairage évolue car les besoins ont changé : nous souhaitons, par exemple, aujourd’hui réduire la consommation électrique, ou avoir des éclairages plus flexibles (couleur, cycle d’allumage, encombrement, …). Les LEDs de puissance permettent d’apporter des solutions où les autres éclairages font défauts. Une étude comparative est menée entre les LEDs et les autres sources d’éclairages. Une LED de puissance émettant une lumière blanche est constituée d’une puce semi-conductrice, d’un substrat, d’un PAD et d’une optique primaire. Différentes méthodes permettent d’obtenir de la lumière blanche avec des LEDs : plusieurs puces, une puce avec un ou des luminophores, ou la méthode PRS-LED. Le luminophore a un rôle optique important et un rôle thermique non négligeable. Après avoir été excité par la lumière émise de la puce, il réémet de la lumière dans une longueur d’onde supérieure. L’efficacité de ce processus dépend de nombreux paramètres, comme la mise en oeuvre du luminophore ou le type de luminophore utilisé. L’étude et la caractérisation des propriétés optiques et thermiques sont faites pour des LEDs commerciales, composées d’une même puce émettant de la lumière bleue, avec et sans luminophore jaune. Afin de maitriser le maximum de facteurs, nous avons mené une étude et un dimensionnement du circuit imprimé (PCB) sur lequel va être implanté nos LEDs. Dans le but d’évaluer les matériaux constituant les LEDs, des analyses au microscope à balayage électronique et par microsonde ont été menées. Ces travaux ont permis de révéler, notamment, la position de la jonction p-n dans la puce et la composition de la couche de luminophore par deux types différents. De plus, afin d’améliorer notre compréhension, une étude comparative a été menée sur trois luminophores jaunes. Ensuite, les deux types de LEDs, puce nue et puce avec luminophore, ont été testés dans le but d’obtenir le flux lumineux et le rendement des LEDs. La caractérisation optique nous a amené à créer un banc pour obtenir la luminance énergétique spectrale sur une partie minime de la puce. D’autre part, nous nous intéressons à la température de jonction de la puce nue, que nous mesurons par différentes méthodes, dont la thermographie infrarouge. Pour cela, l’émissivité a été estimée pour la puce nue et la puce avec luminophore. Puis nous comparons aussi ces différentes méthodes pour le calcul de la résistance thermique Rth j-PAD entre la jonction et le PAD. Le maillage de fils conducteurs implanté sur la surface de la puce est modélisé électriquement. Cette étude, qui est composée de niveaux progressifs de modélisation, permet de comprendre la répartition du courant électrique qui traverse la jonction, et ainsi d’appréhender la répartition du flux lumineux et de la température au niveau de la surface de la puce. Après, un modèle thermo-optique décrit les phénomènes présents au niveau de la jonction d’une puce nue : la conversion de la puissance électrique en lumière bleue et en chaleur, et les transferts de chaleur. Nous complétons ce premier modèle pour obtenir un modèle d’une puce avec le luminophore. Ce dernier modèle prend en compte la photo-conversion du luminophore avec le calcul de flux lumineux à la sortie du luminophore et le calcul de la chaleur due à la photo-conversion. La résolution de ce modèle nous permet d’obtenir la température de jonction d’une puce avec luminophore. La conservation d’énergie du modèle est aussi vérifiée. Le modèle thermo-optique est appliqué à une cartographie de température de surface afin d’obtenir une cartographie de la température de jonction. Ces cartographies sont regroupées avec les clichés de thermographie infrarouge et de luminance énergétique<br>The high brightness LED market is constantly growing last twenty years. The lighting market is changing as needs have changed: we would like, for example, reduce power consumption, or have more flexible lighting (color, lighting cycle, dimensions ...). High brightness LEDs help provide solutions where others are lighting defects. A comparative study is conducted between the LEDs and other lighting sources.The operation of a high brightness LED emitting white light is explained with the description of each element: chip, substrate, the PAD and optics. Then the different methods of obtaining white light with LEDs are compared: several chips, a chip with one or more phosphors, or PRS-LED method. The phosphor has a significant optical role and an important thermal role. After being excited by the light emitted from the chip, it re-emits light in a greater wavelength. The effectiveness of this process depends on many parameters, such as the implementation of the phosphor, or the type of phosphor used. The study and characterization of optical and thermal properties are made for commercial LEDs, composed of a single chip emitting blue light with and without yellow phosphor. To master the maximum factors, we conducted a study and design of the printed circuit board (PCB) on which will be implanted our LEDs. In order to evaluate the materials constituting the LEDs, analyzes made at scanning electron microscope, and by microprobe were conducted. This work has revealed in particular the position of the p-n junction in the chip, and the composition of the phosphor layer of two different types. Moreover, to improve our understanding, a comparative study will be conducted on three yellow phosphors. Then the two types of LEDs, bare chip and chip with phosphor, were tested in order to obtain the luminous flux and efficiency of LEDs. The optical characterization has led us to create a bench for spectral radiance over a small portion of the chip. Furthermore, we are interested in the junction temperature of the bare chip, which we measure by various methods, including infrared thermography. For this, the emissivity was estimated for the bare chip and the chip with phosphor. Then we also compare these different methods to calculate the thermal resistance Rth j-PAD between the junction and the PAD. The mesh of conductive wires, implanted on the surface of the chip, is electrically modeled. The study, which is composed of three progressive levels of modeling, provides an understanding of distribution of the electric current through the junction, and thus to understand the distribution of the light flow and temperature at the surface of the chip. Afterwards, an optical-thermal model describes the phenomena present at the junction of a bare chip: converting electrical power into blue light and heat, and heat transfer. We complete this first model for a model of a chip with the phosphor. This model takes into account the photo-conversion of the phosphor with the calculation of the luminous flux at the output of the phosphor and the calculation of the heat due to the photo-conversion. The resolution of this model allows us to obtain the junction temperature of a chip with phosphor. The model of energy conservation is also verified. The optical-thermal model is applied to a surface temperature mapping in order to obtain a mapping of the junction temperature. These maps are combined with pictures of infrared thermography and radiance

L'utilisation de nouveaux matériaux, la mise au point de nouvelles technologies s'accompagnent de nouvelles méthodes de contrôle plus performantes. L' emploi correct, dans le domaine de la mesure, d' une caméra infrarouge exige de connaître certains paramètres spécifiques afin de garantir la validité des résultats obtenus en particulier - la résolution spatiale, - la résolution thermique, - l' uniformité de la réponse dans le champ de mesure. Ce mémoire aborde les problèmes de mise en œuvre de la thermographie infrarouge en vue de préciser ces potentialités dans le domaine de la mesure des contraintes dynamiques. Une nouvelle méthode de mesure à distance des contraintes à été développée. Validée par la mesure directe par jauges extenso-métriques la thermo-élasticité est beaucoup plus simple a mettre en œuvre. L'application des nouvelles techniques de traitement de signal et de l' image à la thermographie infrarouge nous permet d' obtenir une cartographie de contraintes sur toute structure soumise à une déformation périodique. La thermographie infrarouge s' avère bien adaptée aux cas de concentrations de contraintes. La résolution thermique obtenue après traitement du thermo-signal est de l' ordre du millième de degré, sachant que le bruit de fond de la caméra est de d' ordre du dixième de degré<br>In order to generate the validity of the measurements by infrared camera, it is necessary to know some specific parameters, in particular: -spatial resolution, -thermal resolution, -uniformity of response in the measurement field. This_ thesis approaches the problems of the use of infrared thermography, in order to precise its potentialities in dynamic stress measurement. A new remote stress measurement method has been developed this method , based on thermoelasticity phenomena is usually simpler than the direct method using strain gauges; this latter technique , however, has allowed us to validate our results. New signal and image processing techniques bead to a mapping of stresses on any structure subject to a periodic strain. Infrared thermography is very suitable in the case of stress concentration. The thermal resolution attained after thermosignal processing is of the order of 10-3°c , even when the camera background noise is of the order 10-1 °c

Au cours de cette étude, nous mettons en évidence les différents problèmes qui se présentent lorsque l'on désire mesurer la température d'une surface par détection du rayonnement émis. Si de multiples méthodes ont déjà été proposées afin de pallier la méconnaissance de l'émissivité et du flux réfléchi, il n'en reste pas moins que celles-ci ont été développées pour des cas particuliers et ne peuvent donc résoudre ces problèmes d'une façon générale. La méthode de mesure de température de surface que nous présentons permet d'effectuer une mesure du rayonnement émis, caractéristique de la température de surface, indépendamment du flux réfléchi. Cela est possible grâce à l'utilisation d'une technique photothermique. La validation de la méthode proposée est mise en évidence par l'utilisation de deux régimes temporels : module et impulsionnel. Cette technique constitue une méthode générale qui permet de s'affranchir du flux réfléchi. Pour les deux régimes temporels utilises, l'étude théorique de la variation de température et du signal photothermique permet de relier le signal détecté à la température de surface. Les résultats expérimentaux illustrent l'efficacité de cette méthode. Les performances des régimes module et impulsionnel sont présentées et une comparaison respective de celles-ci permet de définir des domaines complémentaires d'utilisation. La technique de mesure non intrusive présentée ici apporte une amélioration essentielle à la mesure de la température de surface par pyrométrie optique