Conductivité thermique apparente des milieux granulaires soumis à des contraintes mécaniques : modélisation et mesures

Abstract

Dans un milieu granulaire, la répartition des contraintes mécaniques suit un réseau de forces hétérogènes incluant des effets de redistribution vers les parois. La mesure de cette distribution est difficile à réaliser en 3 dimensions. La conductivité thermique apparente du milieu dépend de l'aire de contact entre les grains de la porosité. Il s'agit alors de mettre en évidence une dépendance entre ces deux volets en établissant une loi qui lie la conductivité thermique apparente et les contraintes mécaniques. Une première partie de cette thèse met en évidence l'influence de contraintes mécaniques sur la conductivité thermique apparente d'un lit de poudre, par des mesures sur des petits volumes (compacts) par la méthode du Hot disk; Ces expériences sont ensuite validées par un modèle développé au cours de ce travail qui peut calculer la variation de la conductivité thermique en fonction des contraintes mécaniques. ABSTRACT In a granular medium the distribution of the mechanical constraints follows a network of heterogenous forces, including redistribution effects towards the walls. The measurement of this distribution is difficult to realize in 3 dimensions. The apparent thermal conductivity of the medium depends on the contact area between the grains of porosity. A manner of highlighting a dependence between these two shutters consists in establishing a law which binds apparent thermal conductivity and the mechanical constraints. A first part of this thesis highlights the influence of mechanical constraints on the apparent thermal conductivity of a powder bed, by measurements on small volumes (compact) by the traditional method of Hot disk. These experiments are then validated by a model developed during this work which can calculate the variation of thermal conductivity according to the mechanical constraints.